如何從Hotspot源碼層面剖析java多態實現原理

今天給大家介紹一下如何從Hotspot源碼層面剖析java多態實現原理。文章的內容小編覺得不錯，現在給大家分享一下，覺得有需要的朋友可以了解一下，希望對大家有所幫助，下面跟著小編的思路一起來閱讀吧。

C++是如何實現多態的

多態的實現，現在幾乎所有的編程語言都是基于虛表實現的，英文vtable。這里我沒有說全部，因為我也不是所有的語言都了解哈，不敢亂說，免得遭噴。^_^

C++的虛表在哪呢？在new創建的對象的頭部。虛表里面存儲的是什么呢？是虛函數。C++這塊的知識我就不講太多了，很多小伙伴不了解C++，講多了沒必要，作為一名Java程序員，了解到這個程度夠了。

因為hotshot主要是用C++寫的，講了C++的虛表，這張圖你應該就能看懂了。

不然總有小伙伴問我：Java的類對應的C++對象，為什么有C++級別的虛表啊。我沒看到哪里有這樣的代碼啊。

搞清楚了虛表，再來了解虛表分發就容易多了。虛表分發，其實就是通過虛表內存地址拿到虛表記錄，然后通過函數名+內含參數信息及返回值信息的簽名去虛表中找。因為是從前往后找，所以如果子類重寫了父類的方法，會調用子類的方法。

C++的虛表分發，我只是簡單講了下，講多了大家沒概念。JVM的虛表分發，我等下會講得詳細一些。很多現象，如果不了解它的底層，是不是百思不得其解。有那么多為什么？為什么？^_^

所以Java雖好，底層也很重要。順便說下，虛表就是用數組實現的，沒有有些小伙伴想得那么復雜。

JVM中的虛表

JVM的虛表跟C++的虛表還不太一樣。不一樣體現在哪呢？研究虛表研究三個東西：虛表在哪、虛表是用什么結構實現的、虛表分發機制是怎樣的。JVM的虛表分發等下講，JVM的虛表也是用數組實現的，那這個不一樣就體現在虛表在哪？

Java的類，JVM中對應的C++對象是klass模型。Java的對象，JVM中對應的C++對象是oop模型。C++中的虛表在對象頭中，而JVM的虛表在klass模型的頭部，即Java類對象的頭部。這點區別一定要記住，這樣你才能理解Java對象的內存布局。

問個問題：我們隨便定義的一個類，它有沒有JVM虛表呢？其實是有的。那是哪些方法的內存地址呢？回答這個問題前先得搞明白：什么樣的方法會存入虛表。只有public、protect類型的，且不被static、final修飾的方法才能被多態調用，才會進入虛表。因為Java中所有的類都是Object的子類，所以Object中滿足這個條件的方法都會在每個類的虛表中。

又到了小伙伴不服氣環節。么事，上證據。具體怎么查看我就不講了，有點復雜。對hotspot沒一定的功力講了也沒概念。

Java是如何實現虛表分發

有些小伙伴不理解：我只會Java干活都沒問題呀，我為什么要學底層呢？那你想進大廠跟優秀的人成為同事嗎？你想成為別人眼中的大佬嗎？你希望在某個領域能有一定的名氣嗎……這些都需要實力來支撐。

有些小伙伴說：我手寫一個JVM干什么呢？那我就用我手寫的JVM來講解這個知識點。這就是你有一個手寫JVM的意義之一。

JVM實現虛表分發，對應的字節碼指令有兩個：invokevirtual、invokeinterface。一看執行invokeinterface時的堆棧，你應該就能明白了。

雖然invokeinterface后面的操作數是接口方法信息。但是真正的對象會作為this傳過來。所以在調用的時候，從操作數棧拿到真正的對象，然后通過對象頭中的類型指針拿到TestDuotai對應的C++類對象，即klass模型。前面說了，虛表就在這個對象的頭部。然后通過函數名+內含參數信息及返回值信息的簽名去虛表中找。因為是從前往后找，所以如果子類重寫了父類的方法，會調用子類的方法。這就是JVM虛表分發的底層原理。

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