jvm虚拟机栈-方法的调用

jvm虚拟机栈-方法的调用

在jvm中的方法分为虚方法和非虚方法

非虚方法

如果方法在编译期间就确定了具体的调用版本，这个版本在运行时是不可变得，这样的方法称为非虚方法，具体有静态方法（不能被重写），私有方法（不能被重写），final方法（不能被重写），实例构造器（不能被重写），父类方法（明确地使用super的方法调用父类方法）都是非虚方法。

虚方法

除了非虚方法外的都是虚方法（除了final修饰的之外）

虚与非虚方法对应的普通字节码指令

非虚方法对应的字节码指令：
invokestatic字节码指令：调用静态方法，解析阶段确定唯一方法版本
invokespecial字节码指令：调用init方法，私有及父类方法。

虚方法对应的字节码指令：
invokevirtual字节码指令：调用所有虚方法（除了final修饰的之外）
invokeinterface字节码指令：调用接口方法

下面以实际的代码来做实例

package com.lydon.test;
public class Son extends Father{
    public Son(){
        super();
    }

    public Son(String name){
        this();
    }

    
    public static void showStatic(){
        System.out.println("son static");
    }

    private void showPrivate(String str){
        System.out.println("son private"+str);
    }

    public void info(){
        System.out.println("son info()");
    }

    public void show(){
        //静态方法
        showStatic();
        super.showStatic();

        //私有方法
        showPrivate("");
        super.showCommon();

        //final方法,因为final不能被重写，所以这里不加super也是非虚方法
        super.showFinal();
        showCommon();

        info();
    }

    public static void main(String[] args) {
        Son son = new Son();
        son.show();
    }
}


class Father{
    public Father(){
        System.out.println("father的构造器");
    }

    public static void showStatic(){
        System.out.println("father static");
    }

    public final void showFinal(){
        System.out.println("father show final");
    }

    public void showCommon(){
        System.out.println("father 普通方法");
    }
}

查看Son类的show方法的字节码：

一句话总结，不管是子类还是父类，凡是能被重写的方法就是虚方法，子类如果使用super显示调用父类的方法，则就不是虚方法。

动态字节码指令

除了上述四种普通字节码指令外，还有一种动态字节码指令invokedynamic，它在jdk1.8之前不能通过代码的方式生成，在jdk1.8之后因为lambda的引入后（匿名函数不能确定具体的类型），才可以生成，而lambda表达式的引入，使得java从一个纯粹的静态语言（类型的检查是在编译期就检查）变成带有一点动态语言（例如js，python）的语言。示例如下：

package com.lydon.test;


interface Func{
    public boolean func(String str);
}
public class Lambda {
    public void lambda(Func func){
        return;
    }


    public static void main(String[] args) {
        Lambda lambda = new Lambda();
        //匿名函数
        Func func=s->{return true;};
        lambda.lambda(func);


        //匿名函数
        lambda.lambda(s->{return false;});
    }
}

方法调用的本质

在jvm中，非虚方法能确定地找到对应的方法，但对于虚方法来说，由于不能确定调用的虚方法是调用的谁，所以在jvm解析到方法调用的字节码时，会经历如下过程：

1. 找到 *** 作数栈顶的第一个元素所执行对象的实际类型C
2. 根据类型C去常量池中找描述和名称都符合的方法，如果找到则进行访问权限校验，如果通过则返回该方法的直接引用，如果不通过则抛出java.lang.IllegalAccessError异常
3. 如果在步骤2没找到，则说明该方法不在C本类中，那就有可能在C的父类中，于是就需要对C的父类一次执行2的 *** 作
4. 如果上述都没有找到，证明调用的方法是接口（抽象方法），没有进行实现，则会抛出java.lang.AbstractMethodError

一般abstractMethodError错误发生在jar包版本不一致的情况，例如有jar包a的1.0版本，jarb包b1.0在基于a1.0写了实现它某个接口的方法method1，并编译通过。而后面a调整了该接口，升级到a2.0，但此时b还是没变，此时引用了a2.0和b1.0程序的c在调用b的method1方法时，就会出现这个错误。

在实际场景来说，对于虚方法如果每次都要经历上述寻找的过程，则会影响到执行效率，因此为了提高性能，jvm采用在类的方法区建立虚方法表（只有虚方法的映射），使用索引表来代替查找，提高效率。

虚方法表

• 每个类中都有虚方法表，表中存放着虚方法的实际入口，毕竟有些虚方法会是父类的方法。
• 虚方法表会在类加载时的链接阶段被创建并初始化，类的变量初始化完成后，jvm会把该类的方法表也初始化完毕。

虚方法表的示例图如下：