方法調用

我們編寫Java程序的時候，我們自己寫的類通常不僅僅是調用自己本類的方法。調用別的類的方法的時候，從字節碼的角度，我們調用別的類的方法，字節碼里面存儲的是別的類的符號引用。

但是JVM運行的時候，我們需要一個機制去把這個符號，轉化成實際的引用的類方法的地址，這樣我們運行的時候，才能夠找到要調用的方法。
在JVM中，將符號引用轉化為調用方法的直接引用與方法的綁定機制有關，方法的綁定機制有兩種：

1. 靜態綁定
2. 動態綁定

靜態鏈接

Java源代碼轉化成字節碼文件裝載到JVM區域的時候，如果被調用的類的目標方法，編譯期間就可以確定下來的話，而且運行期間不會變。這時候，我們可以將調用方法的符號引用直接轉化成目標方法的直接引用，這種情況就是靜態鏈接或者早期綁定。

動態鏈接

被調用的方法如果編譯期間無法確定下來，這種情況，程序只能夠在運行期間將調用方法的符號引用轉化成直接引用，這種情況就叫動態鏈接或者晚期綁定。

案例

class Student{public void study() {System.out.println("begin study");}
}interface Play{public void play();
}class JuniorStudent extends Student implements Play{@Overridepublic void play() {System.out.println("JuniorStudent play");}
}class MiddleStudent extends Student implements Play{@Overridepublic void play() {System.out.println("MiddleStudent play");}
}public class LinkTest {public void play(Play play) {play.play();}public void study(Student student) {student.study();}
}

虛方法與非虛方法

JVM的實現機制

1. 虛方法調用
   JVM使用虛方法表（vtable）實現動態分派。每個類維護一個虛方法表，記錄方法的實際入口地址。調用時根據對象的實際類型查表，找到正確的方法實現。
2. 非虛方法調用
   直接通過符號引用在編譯期確定調用目標，無需運行時查找。

虛方法（Virtual Method）

虛方法是支持動態綁定（運行時綁定）的方法，具體調用的方法實現由對象的實際類型（運行時類型）決定。Java中，默認情況下，未被final、private或static修飾的實例方法都是虛方法。

特點

• 動態綁定：方法調用在運行時根據對象的實際類型確定。

• 支持多態：允許子類重寫（Override）父類方法，實現多態。

• 虛方法表（vtable）：JVM通過虛方法表快速查找方法的實際實現。

class Animal {public void speak() { // 虛方法（可被重寫）System.out.println("Animal speaks");}
}class Dog extends Animal {@Overridepublic void speak() { // 重寫父類方法System.out.println("Dog barks");}
}public class Test {public static void main(String[] args) {Animal animal = new Dog();animal.speak(); // 輸出 "Dog barks"（動態綁定到Dog的speak方法）}
}

常見虛方法

• 普通實例方法（未被final、private、static修飾）。

• 接口的默認方法（default方法）。

• 抽象方法（abstract方法）。

非虛方法（Non-Virtual Method）

非虛方法是靜態綁定（編譯時綁定）的方法，調用的具體方法在編譯期就能確定，與對象的實際類型無關。這些方法無法被重寫，或不需要動態分派。

特點

• 靜態綁定：方法調用在編譯時確定。

• 無法被重寫：子類無法修改其行為。

• 性能更高：無需運行時查找方法表。

class Parent {public static void staticMethod() { // 非虛方法（靜態方法）System.out.println("Parent's static method");}private void privateMethod() { // 非虛方法（private方法）System.out.println("Parent's private method");}public final void finalMethod() { // 非虛方法（final方法）System.out.println("Parent's final method");}
}class Child extends Parent {// 嘗試重寫靜態方法（實際是隱藏，而非重寫）public static void staticMethod() {System.out.println("Child's static method");}// 無法重寫private方法和final方法
}public class Test {public static void main(String[] args) {Parent parent = new Child();parent.staticMethod(); // 輸出 "Parent's static method"（靜態綁定）}
}

常見的非虛方法

• 靜態方法（static）：屬于類，調用時基于引用類型。

• 私有方法（private）：僅在類內部可見，無法被重寫。

• final方法：禁止子類重寫。

• 構造方法：隱式調用，無法被動態分派。

• 通過super調用的父類方法：直接指定父類實現。

方法返回地址

當一個方法開始執行之后，只有兩種可能：

1. 正常結束，當前方法棧幀出棧， 返回上一個方法的棧幀；
2. 異常結束，如果本方法沒有處理異常的方法，方法就會異常退出，不會給調用者提供任何返回值

無論是怎樣退出，在方法退出之后，都需要恢復到被調用之前的那個方法的棧幀的當時的狀態，程序才能正常往下執行。從棧的角度，方法退出，實際上是當前棧幀出棧，要恢復上層方法的局部變量表與操作數棧，如果有返回值，還需要把返回值壓入操作數棧，然后將程序計數器指向上層方法的下一條指令的地址。