Java 虚方法调用的原理和实现机制

java 虚拟方法调用是一种动态绑定机制。当子类重写父类方法时，子类对象调用该方法时，实际实施子类重写方法。其原理和实现机制包括虚拟方法表 (vtable)：每一类都有一个 vtable，存储所有这些虚拟方法的地址。指向 vtable 指针:每个对象都有一个指向类别 vtable 的指针。调用过程：当对象调用虚拟方法时，jvm 获取其他指针，找到方法地址，并调用相应的方法。通过调用分配来实现：静态分配：编译器直接分析方法名称和类型，确定调用哪种方法。**动态

Java 虚拟方法调用的原理和实现机制

什么是虚方调用？

虚拟方法调用，又称动态绑定，是面向对象编程的基本特征。当子类重写父类的某种方法时，子类对象调用该方法时，实际实施的是子类重写而不是父类的方法。

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Java 虚拟方法调用的原理

1. 虚拟方法表（vtable）

每个类都有一个与之相关的虚拟方法表（vtable），vtable 所有这些虚拟方法的地址都存储在中间。

2. 指向 vtable 的指针

每个对象都有一个指向类别 vtable 的指针。

3. 调用过程

当对象调用虚拟方法时，JVM 会：

• 获取对象的类指针指向它 vtable。
• 按方法名在 vtable 查找方法地址。
• 调用找到的方法地址。

实现机制

Java 通过调用分配实现虚拟方法调用：

1. 静态分派

当调用静态方法（非虚拟方法）时，编译器将直接分析方法的名称和类型，以确定调用哪种方法。

2. 动态分派

调用虚方法时：

• JVM 首先执行静态分配，确定调用哪种子类方法。
• 然后，JVM 使用对象指针指向 vtable 找到子类方法的地址。
• 最后，实施子类方法。

实战案例

考虑以下代码：

class Animal {
    public void sound() {
        System.out.println("Animal sound");
    }
}

class Cat extends Animal {
    @Override
    public void sound() {
        System.out.println("Cat sound");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Animal animal = new Cat();
        animal.sound(); // 输出 "Cat sound"
    }
}

在 main 在方法中，我们创建了一个 Cat 对象，但给了它 Animal 引用。当我们调用时 sound() 调用方法时，调用方法 Cat 因为 Animal 类指针指向 Cat 的 vtable。

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