java JVM方法分派模型静态分派动态分派全面讲解

目录

前言

1. 知识储备

1.1 分派

1.2 变量的静态类型 & 动态类型

2. 静态分派

a. 变量的静态类型 发生变化 的情况

b. 静态分派的优先级匹配问题

3. 动态分派

4. 二者区别

 总结

前言

了解 行为方法分派 有利于在行为分派时时进行一些功能操作

本文全面讲解行为分派的类型:静态 & 动态行为分派,希望你们会喜欢。

目录结构图

1. 知识储备 1.1 分派

定义:确定执行哪个方法 的过程

a. 疑问

有些读者会问,方法的执行不是取决于代码设置中的执行对象吗?为什么还要选择呢?

b. 回答

若 一个对象对应于多个方法 时,就需要进行选择了

读者应该都想到了 Java中的特性:多态,即重写 & 重载。下面我会详细讲解。

分类:静态分派 & 动态分派。下面我将详细讲解。

1.2 变量的静态类型 & 动态类型

先看下面的代码

public class Test { static abstract class Human { } static class Man extends Human { } static class Woman extends Human { } // 执行代码 public static void main(String[] args) { Human man = new Man(); // 变量man的静态类型 = 引用类型 = Human:不会被改变、在编译器可知 // 变量man的动态类型 = 实例对象类型 = Man:会变化、在运行期才可知 } }

即:

变量的静态类型 = 引用类型 :不会被改变、在编译器可知

变量的动态类型 = 实例对象类型 :会变化、在运行期才可知

下面,我将详细讲解Java中的分派类型:静态分派 & 动态分派

2. 静态分派

定义: 根据 变量的静态类型 进行方法分派 的 行为

即根据 变量的静态类型 确定执行哪个方法

发生在编译期,所以不由 Java 虚拟机来执行

应用场景: 方法重载(OverLoad

实例说明

public class Test { // 类定义 static abstract class Human { } // 继承自抽象类Human static class Man extends Human { } static class Woman extends Human { } // 可供重载的方法 public void sayHello(Human guy) { System.out.println("hello,guy!"); } public void sayHello(Man guy) { System.out.println("hello gentleman!"); } public void sayHello(Woman guy) { System.out.println("hello lady!"); } // 测试代码 public static void main(String[] args) { Human man = new Man(); Human woman = new Woman(); Test test = new Test(); test.sayHello(man); test.sayHello(woman); } } // 运行结果 hello,guy! hello,guy!

根据上述的讲解,大家应该明白运行结果的原因:

方法重载(OverLoad) = 静态分派 = 根据 变量的静态类型 确定执行(重载)哪个方法

所以上述的方法执行时,是根据变量(manwoman)的静态类型(Human)确定重载sayHello()中参数为Human guy的方法,即sayHello(Human guy)

特别注意

a. 变量的静态类型 发生变化 的情况

可通过 强制类型转换 改变 变量的静态类型

Human man = new Man(); test.sayHello((Man)man); // 强制类型转换 // 此时man的静态类型从 Human 变为 Man // 所以会调用sayHello()中参数为Man guy的方法,即sayHello(Man guy) b. 静态分派的优先级匹配问题

问题描述:

背景 现需要进行静态分派

问题 程序中 没有显示指定 静态类型

解决方案 程序会根据 静态类型的优先级 从而选择 优先的静态类型进行方法分配。

实例说明

public class Overload { private static void sayHello(char arg){ System.out.println("hello char"); } private static void sayHello(Object arg){ System.out.println("hello Object"); } private static void sayHello(int arg){ System.out.println("hello int"); } private static void sayHello(long arg){ System.out.println("hello long"); } // 测试代码 public static void main(String[] args) { sayHello('a'); } } // 运行结果 hello char

因为‘a’是一个char类型数据(即静态类型是char),所以会选择参数类型为char的重载方法。

若注释掉sayHello(char arg)方法,那么会输出

hello int

因为‘a’除了可代表字符串,还可代表数字97。因此当没有最合适的sayHello(char arg)方式进行重载时,会选择第二合适(第二优先级)的方法重载,即 sayHello(int arg)

总结:当没有最合适的方法进行重载时,会选优先级第二高的的方法进行重载,如此类推。

优先级顺序为:

char>int>long>float>double>Character>Serializable>Object>...

其中...为变长参数,将其视为一个数组元素。变长参数的重载优先级最低。

因为 char 转型到 byteshort 的过程是不安全的,所以不会选择参数类型为byteshort的方法进行重载,故优先级列表里也没有。

特别注意

上面讲解的主要是 基本数据类型的优先级匹配问题

若是引用类型,则根据 继承关系 进行优先级匹配

注意只跟其编译时类型(即静态类型)相关

3. 动态分派

定义 根据 变量的动态类型 进行方法分派 的 行为

即根据 变量的动态类型 确定执行哪个方法

应用场景 方法重写(Override

实例说明

// 定义类 class Human { public void sayHello(){ System.out.println("Human say hello"); } } // 继承自 抽象类Human 并 重写sayHello() class Man extends Human { @Override protected void sayHello() { System.out.println("man say hello"); } } class Woman extends Human { @Override protected void sayHello() { System.out.println("woman say hello"); } } // 测试代码 public static void main(String[] args) { // 情况1 Human man = new man(); man.sayHello(); // 情况2 man = new Woman(); man.sayHello(); } } // 运行结果 man say hello woman say hello // 原因解析 // 1. 方法重写(Override) = 动态分派 = 根据 变量的动态类型 确定执行(重写)哪个方法 // 2. 对于情况1:根据变量(Man)的动态类型(man)确定调用man中的重写方法sayHello() // 3. 对于情况2:根据变量(Man)的动态类型(woman)确定调用woman中的重写方法sayHello()

特别注意

对于代码中:

Human man = new Man(); man = new Woman(); man.sayHello(); // man称为执行sayHello()方法的所有者,即接受者。

invokevirtual指令执行的第一步 = 确定接受者的实际类型

invokevirtual指令执行的第二步 = 将 常量池中 类方法符号引用 解析到不同的直接引用上

第二步即方法重写(Override)的本质

4. 二者区别

 总结

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