Java多态中动态绑定原理解析

Java多态中动态绑定原理解析

这篇文章主要介绍了java多态中动态绑定原理解析,文中通过示例代码介绍的非常详细，对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下

多态是面向对象程序设计非常重要的特性，它让程序拥有 更好的可读性和可扩展性。

发生在继承关系中。

需要子类重写父类的方法。

父类类型的引用指向子类类型的对象。

自始至终，多态都是对于方法而言，对于类中的成员变量，没有多态的说法。

一个基类的引用变量接收不同子类的对象将会调用子类对应的方法，这其实就是动态绑定的过程。在理解动态绑定之前，先补充一些概念。

引用变量的类型

引用类型的变量具有两种类型：编译时类型和运行时类型。（也分别叫做声明类型和实际类型）举个简单的例子：

//假设Student类是Person类的子类

Person p = new Student();

编译时类型

也叫声明类型，即由声明变量时的类型所决定。

上式的Person即为引用变量p的编译时类型。

运行时类型

也叫实际类型，即由指向对象的实际类型所决定。

上式的Student即为引用变量p的运行时类型。

方法绑定

将方法调用同方法主体关联起来被称为绑定。

静态绑定

在程序执行前进行绑定，叫做静态绑定，也称作前期绑定。在面向过程的语言中是默认的绑定方式。

在Java中，用private、static和final修饰的方法（static和final之后会做出总结）或构造器能够准确地让编译器调用哪个方法，就是静态绑定（static binding）。

动态绑定

在运行时根据对象的运行时类型进行绑定，叫做动态绑定，也叫做后期绑定。当然在Java中，除了静态绑定的那些方法，其他方法的调用方式就是动态绑定啦。

public class DynamicBinding {

//Object是所有类的超类，根据向上转型，该方法可以接受任何类型的对象

public static void test(Object x) {

System.out.println(x.toString());

}

public static void main(String[] args) {

test(new PrimaryStudent());//Student

test(new Student());//Student

test(new Person());//Person

test(new Object());//java.lang.Object@1b6d3586

}

}

class Person extends Object {

@Override

public String toString() {

return "Person";

}

public void run(){}

public void count(int a){}

}

class Student extends Person {

@Override

public String toString() {

return "Student";

}

public void jump(){}

}

class PrimaryStudent extends Student {

}

四句调用方法的语句中的形参，编译时类型都是Object。注意：引用变量只能调用编译时类型所具有的方法。

它们运行时类型各不相同，所以解释运行器在运行时，会调用它们各自类型中重写的方法。

相同的类型的引用变量，在调用同一个方法时，表现出不同的行为特征，这就是多态最直观的体现吧。

方法表

我们还可以发现，test(new PrimaryStudent());的运行结果是Student,，结果很明显，因为PrimaryStudent类中并没有重写父类的方法，如果采用动态绑定的方式调用方法，虚拟机会首先在本类中寻找适合的方法，如果没有，会一直向父类寻找，直到找到为止。

那么，每次调用时都要向上寻找，时间开销必然会很大。为此虚拟机预先为每个类都创建了方法表，其中列出了所有的方法签名（返回值类型不算）和实际调用的方法，这样子的话，在调用方法时直接查表就可以了。（值得一提的是，如果用super限定调用父类方法，那么将直接在实际类型的父类的表中查找）

下面是Person类的方法表：

Person：

//下面省略Object方法签名

//xxx()-> Object.xxx()

//方法签名->实际调用的方法

toString()->Person.toString()

run()->Person.run()

count(int)->Person(int)

下面是Student类的方法表：

Student:

//下面省略Object方法签名

//xxx()-> Object.xxx()

//方法签名->实际调用的方法

toString()->Student.toString()

jump()->Student.jump()

run()->Person.run()

count(int)->Person(int)

下面是PrimaryStudent类的方法表(PrimaryStudent类为空，直接继承Student类）：

PrimaryStudentt:

//下面省略Object方法签名

//xxx()-> Object.xxx()

//方法签名->实际调用的方法

toString()->Student.toString()

jump()->Student.jump()

run()->Person.run()

count(int)->Person(int)

因此，在执行test(new PrimaryStudent());语句时，虚拟机将会提取PrimaryStudent的方法表。

虚拟机将会在表中搜索定义toString签名的类。这时虚拟机已经知道需要调用Student类型的toString()方法。

最后，调用方法，完毕。

动态绑定大大提升了程序的可扩展性，比如，我现在要新增一个Teacher类，可以直接让Teacher类继承于Person类，再用

Object类的引用指向Teacher对象，而不用做其他的代码调整，动态绑定自动搞定，就相当舒服。

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