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  • JVM(三)栈帧内部结构3、动态链接及方法的调用

    3.动态链接(Dynamic Linking【指向运行时常量池的方法引用】)

        每一个栈帧内部都包含有一个指向运行时常量池 中该栈帧方法的引用。包含这个引用的目的就是为了支持当前方法的代码能够实现动态链接(Dynamic Linking)。例如invokednamic指令

        在Java源文件被编译到字节码文件中时,所有的变量和方法引用都作为符号引用(Symbolic Reference)保存在class文件的常量池。

     #开头的就是符号引用。

        比如:描述一个方法调用了另外的其他方法时,就是通过常量池中指向方法的符号引用来表示的,那么动态链接的作用就是为了将这些符号引用转换为调用方法的直接调用

          Q:为什么需要常量池?

          A:字节码文件中需要很多数据的支持,但数据很大,不能直接保存到字节码文件中,所以常量池的作用就是为了提供一些符号和常量,便于指令的识别。

    方法的调用:解析与分派

        在JVM中,将符号引用转换为调用方法的直接引用与方法的绑定固定机制有关

          静态链接:当一个字节码文件被装进JVM内部时,如果被调用的目标方法在编译期可知且运行期保持不变。这种情况下调用方法的符号引用转换

               为直接引用的过程称之为静态链接。

          动态链接:如果被调用的目标方法在编译期无法确定。这种情况下调用方法的符号引用转换为直接引用的过程称之为静态链接。、

        对应的方法绑定机制为:早期绑定和晚期绑定。绑定是一个字段、方法或者类在符号引用被替换为直接引用的过程,这仅仅发生过一次

              早期绑定:

                      早期绑定就是指被调用的目标方法如果在编译期可知,且运行期保持不变时,即可将这个方法与所属的类型进行绑定,这样一来,由于明确了被调用的目标方法究竟

                      是哪一个,因此也就可以使用静态链接的方式将符号引用转换为直接引用。.

              晚期绑定:

                      被调用方法在编译时不能被确定下来

    虚函数和多态关联密切

     虚方法和非虚方法

        非虚方法:

            如果方法在编译器就确定了具体的调用版本,这个版本在运行时是不可变的。这样的方法称为非虚方法

            静态方法、私有方法、final方法、实例构造器、父类方法都是非虚方法

        其他方法就是虚方法

            (子类对象的多态性的前提):1.类的继承关系       2.方法可重写

        虚拟机中的方法调用指令

          普通调用指令:

              1. invokestatic: 调用静态方法,解析阶段确定唯-方法版本:
              2. invokespecial:调用<init>方法、 私有及父类方法,解析阶段确定唯一方法版本
              3. invokevirtual: 调用所有虚方法
              4. invokeinterface: 调用接口方法

          动态调用指令:

            5.前四条指令固化在虚拟机内部,方法的调用执行不可人为干预,而invokedynamic指令则支持由用户确定方法版本。其中invokestatic指令和invokespecial指令调用的方法称为非虚方法,其余的(final修饰的除外)称为虚方法。

    57P视频有实例。

         

        JVM字节码指令集一直比较稳定,一直到Java7中才增加了一个invokedynamic,这是Java为了实现【动态类型语言】支持而做的一种改进。

        但是Java7中并没有提供直接生成invokedynamic指令的方法,需要借助ASM这种底层字节码工具来产生invokedynamic指令。直到Java8Lambda表达式的出现,invokedynamic指令的生成,在Java中才有了直接的生成方式。

         Java7中增加的动态语言类型支持的本质是对Java虚拟机规范的修改,而不是对Java语言规则的修改,这一块相对来说比较复杂,增加了虚拟机中的方法调用,最直接的受益者就是运行在Java平台的动态语言编译器。

        动态类型语言和静态类型语言

          对类型的检查是在编译器还是运行期;再直白一点,静态类型语言声明变量要有明确的类型,如Java中String sss =“666”’,这就是静态,JS:var fd = ‘666’,var=10;动态。静态语言判断变量的了类型信息,动态语言判断的是变量值的类型信息。

    补张图吧:

      

    Java语言中方法重写的本质:


        1.找到操作数栈顶的第- -个元素所执行的对象的实际类型,记作C。

        2.如果在过程结束;如果不通类型C中找到与常量中的描述符合简单名称都相符的方法,则进行访问权限校验,如果通过则返回这个方法的直接引用,查找过,则返回java.lang.IllegalAccessError异常。

        3.否则,按照继承关系从下往上依次对C的各个父类进行第2步的搜索和验证过程。

        4.如果始终没有找到合适的方法,则抛出java. lang .AbstractMethodError异常。

    IllegalAccessError介绍:

        程序试图访问或修改一个属性或调用一个方法,这个属性或方法,你没有权限访问。一般的,这个会引起编译器异常。这个错误如果发生在运行时,就说明一个类发生了不兼容的改变。

     虚方法表

         在面向对象的编程中,会很频繁使用到动态分配,如果在每次动态分配的过程中都要在类的方法元数据中搜索合适的目标的话就可能影响到执行效率。因此,为了提高性能,JVM采用在类的方法区建立一个虚方法表来实现。使用索引表代替查找

         每个类都有一个虚方法表,存放着各个方法的实际入口。

        虚方法表什么时候被创建?

          虚方法表会在类加载的链接阶段被创建并开始初始化,类的碧昂量初始值准备完成后,JVM会把该类的方法表也初始化完成。

     虚方法表的指向:son类的wait()直接指向Object,hardChoice指向Son自己。。。

    dog虚方法表                                    

     

    cat虚方法表

    可卡犬虚方法表:

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