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如何从Hotspot源码层面剖析java多态实现原理

2023-06-29 00:15

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今天给大家介绍一下如何从Hotspot源码层面剖析java多态实现原理。文章的内容小编觉得不错,现在给大家分享一下,觉得有需要的朋友可以了解一下,希望对大家有所帮助,下面跟着小编的思路一起来阅读吧。

C++是如何实现多态的

多态的实现,现在几乎所有的编程语言都是基于虚表实现的,英文vtable。这里我没有说全部,因为我也不是所有的语言都了解哈,不敢乱说,免得遭喷。^_^

C++的虚表在哪呢?在new创建的对象的头部。虚表里面存储的是什么呢?是虚函数。C++这块的知识我就不讲太多了,很多小伙伴不了解C++,讲多了没必要,作为一名Java程序员,了解到这个程度够了。

如何从Hotspot源码层面剖析java多态实现原理

因为hotshot主要是用C++写的,讲了C++的虚表,这张图你应该就能看懂了。

如何从Hotspot源码层面剖析java多态实现原理

不然总有小伙伴问我:Java的类对应的C++对象,为什么有C++级别的虚表啊。我没看到哪里有这样的代码啊。

搞清楚了虚表,再来了解虚表分发就容易多了。虚表分发,其实就是通过虚表内存地址拿到虚表记录,然后通过函数名+内含参数信息及返回值信息的签名去虚表中找。因为是从前往后找,所以如果子类重写了父类的方法,会调用子类的方法。

C++的虚表分发,我只是简单讲了下,讲多了大家没概念。JVM的虚表分发,我等下会讲得详细一些。很多现象,如果不了解它的底层,是不是百思不得其解。有那么多为什么?为什么?^_^

所以Java虽好,底层也很重要。顺便说下,虚表就是用数组实现的,没有有些小伙伴想得那么复杂。

JVM中的虚表

JVM的虚表跟C++的虚表还不太一样。不一样体现在哪呢?研究虚表研究三个东西:虚表在哪、虚表是用什么结构实现的、虚表分发机制是怎样的。JVM的虚表分发等下讲,JVM的虚表也是用数组实现的,那这个不一样就体现在虚表在哪?

Java的类,JVM中对应的C++对象是klass模型。Java的对象,JVM中对应的C++对象是oop模型。C++中的虚表在对象头中,而JVM的虚表在klass模型的头部,即Java类对象的头部。这点区别一定要记住,这样你才能理解Java对象的内存布局。

问个问题:我们随便定义的一个类,它有没有JVM虚表呢?其实是有的。那是哪些方法的内存地址呢?回答这个问题前先得搞明白:什么样的方法会存入虚表。只有public、protect类型的,且不被static、final修饰的方法才能被多态调用,才会进入虚表。因为Java中所有的类都是Object的子类,所以Object中满足这个条件的方法都会在每个类的虚表中。

又到了小伙伴不服气环节。么事,上证据。具体怎么查看我就不讲了,有点复杂。对hotspot没一定的功力讲了也没概念。

如何从Hotspot源码层面剖析java多态实现原理

Java是如何实现虚表分发

有些小伙伴不理解:我只会Java干活都没问题呀,我为什么要学底层呢?那你想进大厂跟优秀的人成为同事吗?你想成为别人眼中的大佬吗?你希望在某个领域能有一定的名气吗……这些都需要实力来支撑。

有些小伙伴说:我手写一个JVM干什么呢?那我就用我手写的JVM来讲解这个知识点。这就是你有一个手写JVM的意义之一。

JVM实现虚表分发,对应的字节码指令有两个:invokevirtual、invokeinterface。一看执行invokeinterface时的堆栈,你应该就能明白了。

如何从Hotspot源码层面剖析java多态实现原理

虽然invokeinterface后面的操作数是接口方法信息。但是真正的对象会作为this传过来。所以在调用的时候,从操作数栈拿到真正的对象,然后通过对象头中的类型指针拿到TestDuotai对应的C++类对象,即klass模型。前面说了,虚表就在这个对象的头部。然后通过函数名+内含参数信息及返回值信息的签名去虚表中找。因为是从前往后找,所以如果子类重写了父类的方法,会调用子类的方法。这就是JVM虚表分发的底层原理。

如何从Hotspot源码层面剖析java多态实现原理

以上就是如何从Hotspot源码层面剖析java多态实现原理的全部内容了,更多与如何从Hotspot源码层面剖析java多态实现原理相关的内容可以搜索编程网之前的文章或者浏览下面的文章进行学习哈!相信小编会给大家增添更多知识,希望大家能够支持一下编程网!

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