《JVM》笔记
JVM原理

方法调用的原理

方法调用的本质是通过字节码指令的执行，能在栈上创建栈帧，并执行调用方法中的字节码执行。以invoke开头的字节码指令的作用是执行方法的调用。

1、调用study方法，会执行invokestatic指令，Java虚拟机找到#2对应的方法，也就是study方法，创建栈帧。

2、eat和sleep方法也是类似的处理方式。

3、方法栈帧创建之后，就可以执行方法里的字节码指令了。

在JVM中，一共有五个字节码指令可以执行方法调用：

1、invokestatic：调用静态方法

2、invokespecial: 调用对象的private方法、构造方法，以及使用 super 关键字调用父类实例的方法、构造方法，以及所实现接口的默认方法。

3、invokevirtual：调用对象的非private方法。

4、invokeinterface：调用接口对象的方法。

5、invokedynamic：用于调用动态方法，主要应用于lambda表达式中，机制极为复杂了解即可。

Invoke方法的核心作用就是找到字节码指令并执行。

Invoke指令执行时，需要找到方法区中instanceKlass中保存的方法相关的字节码信息。但是方法区中有很多类，每一个类又包含很多个方法，怎么精确地定位到方法的位置呢？

# 静态绑定

1、编译期间，invoke指令会携带一个参数符号引用，引用到常量池中的方法定义。方法定义中包含了类名 + 方法名 + 返回值 + 参数。

2、在方法第一次调用时，这些符号引用就会被替换成内存地址的直接引用，这种方式称之为静态绑定。

静态绑定适用于处理静态方法、私有方法、或者使用final修饰的方法，因为这些方法不能被继承之后重写。

invokestatic

invokespecial

final修饰的invokevirtual

# 动态绑定

对于非static、非private、非final的方法，有可能存在子类重写方法，那么就需要通过动态绑定来完成方法地址绑定的工作。比如在这段代码中，调用的其实是Cat类对象的eat方法，但是编译完之后虚拟机指令中调用的是Animal类的eat方法，这就需要在运行过程中通过动态绑定找到Cat类的eat方法，这样就实现了多态。

动态绑定是基于方法表来完成的，invokevirtual使用了虚方法表（vtable），invokeinterface使用了接口方法表(itable)，整体思路类似。所以接下来使用invokevirtual和虚方法表来解释整个过程。

每个类中都有一个虚方法表，本质上它是一个数组，记录了方法的地址。子类方法表中包含父类方法表中的所有方法；子类如果重写了父类方法，则使用自己类中方法的地址进行替换。

产生invokevirtual调用时，先根据对象头中的类型指针找到方法区中InstanceClass对象，获得虚方法表。再根据虚方法表找到对应的对方，获得方法的地址，最后调用方法。

代码：

package invokemethod;

import java.io.IOException;

//-XX:-UseCompressedOops
public abstract class Animal {

    public abstract void eat();

    @Override
    public String toString() {
        return "Animal";
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Animal animal = new Cat();
        animal.eat();
        System.in.read();
    }
}

class Cat extends Animal {

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("吃鱼");
    }

    void jump() {
        System.out.println("猫跳了一下");
    }

}


class Dog extends Animal {

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("啃骨头");
    }
}