java 动态绑定 以及 内部实现机制

程序绑定的概念：

绑定指的是一个方法的调用与方法所在的类(方法主体)关联起来。对java来说，绑定分为静态绑定和动态绑定；或者叫做前期绑定和后期绑定。

(1)静态绑定：

在程序执行前方法已经被绑定，此时由编译器或其它连接程序实现。例如：C。

针对java简单的可以理解为程序编译期的绑定；这里特别说明一java当中的方法只有final，static，private和构造方法是前期绑定。点，

(2)动态绑定：

后期绑定：在运行时根据具体对象的类型进行绑定。

若一种语言实现了后期绑定，同时必须提供一些机制，可在运行期间判断对象的类型，并分别调用适当的方法。

也就是说，编译器此时依然不知道对象的类型，但方法调用机制能自己

去调查，找到正确的方法主体。

不同的语言对后期绑定的实现方法是有所区别的。但我们至少可以这样认为：它们都要在对象中安插某些特殊类型的信息。

动态绑定的过程：

（1）虚拟机提取对象的实际类型的方法表；

（2）虚拟机搜索方法签名；

（3）调用方法。

关于绑定相关的总结：

在了解了三者的概念之后，很明显我们发现java属于后期绑定。在java中，几乎所有的方法都是后期绑定的，在运行时动态绑定方法属于子类还是基类。

但是也有特殊，针对static方法和final方法由于不能被继承，因此在编译时就可以确定他们的值，他们是属于前期绑定的。

特别说明的一点是，private声明的方法和成员变量不能被子类继承，所有的private方法都被隐式的指定为final的(由此我们也可以知道：将方法声明为final类型的一是为了防止方法被覆盖，二是为了有效的关闭java中的动态绑定)。

java中的后期绑定是有JVM来实现的，我们不用去显式的声明它，而C++则不同,必须明确的声明某个方法具备后期绑定。

java当中的向上转型或者说多态是借助于动态绑定实现的，所以理

解了动态绑定，也就搞定了向上转型和多态。

e前面已经说了对于java当中的方法而言，除了final，static，privatprivate

和构造方法是前期绑定外，其他的方法全部为动态绑定。

而动态绑定的典型发生在父类和子类的转换声明之下：

比如：Parentp=newChildren();

其具体过程细节如下：

1：编译器检查对象的声明类型和方法名。

假设我们调用x.f(args)方法，并且x已经被声明为C类的对象，那么编译器会列举出C类中所有的名称为f的方法和从C类的超类继承过来的f方法

2：接下来编译器检查方法调用中提供的参数类型。

如果在所有名称为f的方法中有一个参数类型和调用提供的参数类型最为匹配，那么就调用这个方法，这个过程叫做“重载解析”

3：当程序运行并且使用动态绑定调用方法时，虚拟机必须调用同x所指向的对象的实际类型相匹配的方法版本。假设实际类型为D(C的子类)，如果D类定义了f(String)那么该方法被调用，否则就在D的超类中搜寻方法f(String),依次类推.

JAVA动态绑定的内部实现机制

JAVA虚拟机调用一个类方法时，它会基于对象引用的类型(通常在编译时可知)来选择所调用的方法。相反，当虚拟机调用一个实例方法时，它会基于对象实际的类型(只能在运行时得知)来选择所调用的方法，这就是动态绑定，是多态的一种。动态绑定为解决实际的业务问题提供了很大的灵活性，是一种非常优美的机制。

1JAVA对象模型

JAVA虚拟机规范并没有规定JAVA对象在堆里是如何表示的。对象的内部表示也影响着整个堆以及垃圾收集器的设计，它由虚拟机的实现者决定。

JAVA对象中包含的基本数据由它所属的类及其所有超类声明的实例变量组成。只要有一个对象引用，虚拟机就必须能够快速地定位对象实例的数据。另外，它也必须能通过该对象引用访问相应的类数据(存储于方法区的类型信息)，因此在对象中通常会有一个指向方法区的指针。当程序在运行时需要转换某个对象引用为另外一种类型时，虚拟机必须要检查这种转换是否被允许，被转换的对象是否的确是被引用的对象或者它的超类型。当程序在执行instanceof操作时，虚拟机也进行了同样的检查。所以虚拟机都需要查看被引用的对象的类数据。

不管虚拟机的实现使用什么样的对象表示法，很可能每个对象都有一个方法表因为方法表加快了调用实例方法时的效率。但是JAVA虚拟机规范并未要求必须使用方法表，所以并不是所有实现中都会使用它。

下面是一种JAVA对象的内存表示：




方法数据存放在类的方法区中，包含一个方法的具体实现的字节码二进制。方法指针

方法。

2动态绑定内部机制

方法表是一个指向方法区中的方法指针的数组。方法表中不包含static、private等静态绑定的方法，仅仅包含那些需要动态绑定的实例方法。

在方法表中，来自超类的方法出现在来自子类的方法之前，并且排列方法指针的顺序和方法在class文件中出现的顺序相同，这种排列顺序的例外情况是，被子类的方法覆盖的方法出现在超类中该方法第一次出现的地方。

例如有超类Base和子类Derive：

[java]直接指向这个方法在内存中的起始位置，通过方法指针就可以找到这个

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14publicclassDeriveextendsBase{publicDerive(){}publicvoidtest(){System.out.println("intDerive");}publicvoidsayHello(){}publicstaticvoidmain(String[]args){Basebase=newDerive();base.test();

}15

16}

上例中的Base和Derive





的方法表如下：

在这个例子里，test()方法在Base和Derive的方法表中都是同一个位置-位置1。在Base方法表中，test()指针是Base的test()方法内存地址；而在Derive方法表中，方法表的位置1放置的是Derive的test()方法内存地址。

当JAVA虚拟机执行base.test()时，通过base引用可以找到base所指向的实际对象的内存位置，现在虚拟机不知道base引用的实际对象是Base还是Derive。但是根据上面的对象内存模型，虚拟机从对象内存中的第一个指针“特殊结构指针”开始，可以找到实际对象的类型数据和Class实例，这样虚拟机就可以知道base引用的实际对象是Derive对。为了执行test()，虚拟机需要找到test()的字节码，方法的字节码存放在方法区中。虚拟机从对象内存中的第一个指针“特殊结构指针”开始，搜寻方法表的位置1，位置1指向的test()方法是Derive类的test()方法，这就是JAVA虚拟机将要执行的test()的字节码。现在，虚拟机知道了调用的实际对象是Derive对象，调用的实际test()方法是Derive类的test()方法，所以JAVA虚拟机能够正确执行-调用base引用的实际对象的方法而不是base引用本身的方法。

这是动态绑定的一种实现方式，根据不同的JAVA虚拟机平台和不同的实际约束，动态绑定可以有不同的内部实现机制。

java资料直播公开课免费学习思维交流群：175161984（←长按可复制）获取学习资料可