java JVM静态分派动态分派

时间:2022-06-28 Carson.Ho 人气:0

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（man、woman）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 byte 或 short 的过程是不安全的，所以不会选择参数类型为byte 或 short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

本文全面讲解方法分派的类型 & 过程，更多关于java JVM静态动态分派模型的资料请关注其它相关文章！

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java JVM静态分派动态分派

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

a. 变量的静态类型发生变化的情况