虚拟机字节码执行引擎【方法调用(二)单分派与多分派】

单分派与多分派

方法的接收者与方法的参数统称为方法的宗量(来源于《Java与模式》)。根据分派基于多少种宗量,可将分派划分为单分派和多分派两种。单分派是根据一个宗量对目标方法进行选择,多分派是根据多于一个宗量多目标方法进行选择。

例子代码如下:

package com.test;

/**
 * 单分派、多分派演示
 * @author huyl
 *
 */
public class Dispatch {

    static class QQ{}
    
    static class _360{}
    
    public static class Father{
        public void hardChoice(QQ arg){
            System.out.println("father choose qq");
        }
        
        public void hardChoice(_360 arg){
            System.out.println("father choose 360");
        }
    }
    
    public static class Son extends Father{
        public void hardChoice(QQ arg){
            System.out.println("son choose qq");
        }
        
        public void hardChoice(_360 arg){
            System.out.println("son choose 360");
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        Father father = new Father();
        Son son = new Son();
        father.hardChoice(new _360());
        son.hardChoice(new QQ());
    }
}

输出结果:

father choose 360
son choose qq

在main()里调用了两次hardChoice()方法,这两次hardChoice()方法的选择结果在程序输出中已显示很清楚。

首先是编译阶段编译器的选择过程,即静态分派的过程,这时目标方法的依据有两点:一是静态类型是Father还是Son,二是方法参数是QQ还是360。这次选择的最终产物是产生了两条invokevirtual指令,两条指令的参数分别为常量池中指向Father::hardChoice(_360)及Father::hardChoice(QQ)方法的符号引用。因为是根据两个宗量进行选择,所以Java语言的静态分派属于多分派类型。

其次再看运行阶段中虚拟机的选择,也就是动态分派的过程。在执行“son.hardChoice(new QQ())”这行代码时,更准确说,在执行这行代码所对应的invokevirtual指令时,由于编译器已经决定目标方法的签名必须为hardChoice(QQ),虚拟机此时不会关心传递过来的参数“QQ”到底是“腾讯QQ”还是“奇瑞QQ”,因为这时参数的静态类型、实际类型都对方法的选择构成任何影响,唯一可影响虚拟机选择的因素只有该方法的接受者的实际类型是Father还是Son。因为只有一个宗量作为选择依据,所以Java语言的动态分派属于单分派类型。

总结来说:直至Java12的Java语言是一门静态多分派、动态单分派的语言。JDK10时Java语法中新出现var关键字 ,但切勿将其与C#中的dynamic类型混淆,事实上Java的声明语句中赋值符号右侧的表达式类型来静态地推断类型,这本质是一种语法糖;而dynamic在编译时完全不关心类型是什么,等到运行的时候再进行类型判断。Java语言中与C#的dynamic类型功能相对接近(并不对等 )的应该是在JDK9时通过JEP276引入的jdk.dynalink模块,使用jdk.dynalink可以实现在表达式中使用动态类型,Javac编译器会将这些动态类型的操作翻译为invokedynamic指令的调用点。

按照目前Java语言的发展趋势,它并没有直接变为动态语言的迹象,而是通过内置动态语言(如JavaScript)执行引擎,加强与其他Java虚拟机上动态语言交互能力的方式来间接地满足动态性的需求。

内容来源于《深入理解Java虚拟机》第三版

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