對于java中多態(tài)概念的理解一直是面試常問的問題，所以今天花了一些時間好好地整理了一下，力求從java虛擬機的角度來分析和理解多態(tài)。

　　一、認識多態(tài)

　　1、方法調(diào)用

　　在Java中，方法調(diào)用有兩類，動態(tài)方法調(diào)用與靜態(tài)方法調(diào)用。

　　（1）靜態(tài)方法調(diào)用是指對于類的靜態(tài)方法的調(diào)用方式，是在編譯時刻就已經(jīng)確定好具體調(diào)用方法的情況，是靜態(tài)綁定的。

　　（2）動態(tài)方法調(diào)用需要有方法調(diào)用所作用的對象，是在調(diào)用的時候才確定具體的調(diào)用方法，是動態(tài)綁定的。

　　我們這里所講的多態(tài)就是后者—動態(tài)方法調(diào)用。

　　2、多態(tài)概念

　　多態(tài)有兩種：類內(nèi)部之間的多態(tài)和類之間的多態(tài)。我們先看一下標準的概念：

　　多態(tài)是面向?qū)ο缶幊陶Z言的重要特性，它允許基類的指針或引用指向派生類的對象，而在具體訪問時實現(xiàn)方法的動態(tài)綁定

　　（1）Java的方法重載（類內(nèi)部之間的多態(tài)）：就是在類中可以創(chuàng)建多個方法，它們具有相同的名字，但可具有不同的參數(shù)列表、返回值類型。我們舉個例子來解釋，就是一對夫婦生了多胞胎，多胞胎之間外觀相似，其實是不同的孩子。

　　（2）Java的方法重寫（父類與子類之間的多態(tài)）：子類可繼承父類中的方法，但有時子類并不想原封不動地繼承父類的方法，而是想作一定的修改，這就需要采用方法的重寫。重寫的參數(shù)列表和返回類型均不可修改。我們再舉個例子，就是子承父業(yè)，但是兒子有自己想法，對父親得產(chǎn)業(yè)進行再投資的過程。

　　二、代碼實現(xiàn)多態(tài)

　　1、類內(nèi)部之間得多態(tài)：方法重載

　　從上述代碼我們可以看到，在類的內(nèi)部可以有相同的方法名，但是有唯一的參數(shù)列表。當然返回類型和修飾符也可以不同。下面我們再看一下類之間的多態(tài)。

　　2、類之間的多態(tài)：方法重寫

　　類之間的多態(tài)其實是有兩種方式：繼承和接口。我們對這兩種方式一個一個說明。

　　（1）繼承方式實現(xiàn)多態(tài)

　　對于繼承方式我們使用一個例子來解釋，比如說父親可以對自己的房子有處理權(quán)，兒子繼承父業(yè)同樣也有處理權(quán)。

　　第一步：定義父類

　　第二步：定義子類（大兒子和小兒子）

　　第三步：測試

　　（2）接口方式實現(xiàn)多態(tài)

　　接口方式實現(xiàn)繼承方式其實跟上面一樣，只不過把父類變成了接口而已，其他內(nèi)容只有微笑的變化，這里就不演示了，在這里只給出父接口的形式。

　　到了這基本上就對多態(tài)形式的代碼實現(xiàn)進行了演示，案例也比較簡單，但是這對我們理解多態(tài)的思想還不夠，我們最主要的還是從虛擬機的角度來分析一下。

　　三、分析多態(tài)

　　想要深入分析多態(tài)，我們需要弄清楚幾個問題。

　　1、jvm內(nèi)存

　　在上面的代碼中我們其實已經(jīng)看到了，不管是類內(nèi)部之間實現(xiàn)的多態(tài)，還是類之間實現(xiàn)的多態(tài)，這些方法的名字其實都是一樣的，那我們的程序在運行的時候，底層虛擬機是如何去區(qū)分的呢（java虛擬機實現(xiàn)動態(tài)調(diào)用）？為此我們還是先從java虛擬機講起。

　　其實java虛擬機在執(zhí)行java程序的時候，并不是直接運行的，他需要一個過程，我們使用一張圖來看下：

　　上面這張圖已經(jīng)很清晰，也就是說，我們的java文件要想運行，需要通過java編譯器編譯成.class文件，然后通過類裝載器講.class文件裝載到JVM中，最后才是執(zhí)行。而且JVM分了五個區(qū)域，那么在代碼中定義的那些多態(tài)方法存到了哪個地方呢？為此我們還需要對這塊內(nèi)存區(qū)域進行一個分析：

　　我給出了一張java7的運行時數(shù)據(jù)區(qū)劃分圖，對于每一個區(qū)域的基本情況我相信你也能看明白。那么我們的多態(tài)方法到底存在了哪呢？沒錯就是后一個方法區(qū)。java堆存的是就是我們建立的一個個實例對象，而方法區(qū)存的就是類的類型信息。

　　而且這個方法區(qū)中的類型信息跟在堆中存放的class對象是不同的。在方法區(qū)中，這個class的類型信息只有唯一的實例（所以方法區(qū)是各個線程共享的內(nèi)存區(qū)域），而在堆中可以有多個該class對象。也就是說方法區(qū)的類型信息就是像一個模板，那些class對象就好比通過這些模板創(chuàng)建的一個個實例。

　　2、通過例子來分析

　　現(xiàn)在我們拿上面的例子來說明一下多態(tài)在java虛擬機中是如何實現(xiàn)的。在測試類中有兩行代碼：

　　FathersonA=newSonA();

　　FathersonB=newSonB();

　　當程序運行到FathersonA=newSonA()這里就出現(xiàn)了多態(tài)，這是因為編譯時看到Father，但是運行時new出來一個SonA類，兩種類型還不一樣。那么這些代碼在運行的時候在內(nèi)存中是如何保存的呢？

　　（1）FathersonA是一個引用類型，存在了java棧中的本地方法表中了。

　　（2）newSonA其實創(chuàng)建了一個實例對象，存儲在了java堆中。

　　（3）SonA的類型數(shù)據(jù)存在了方法區(qū)中

　　我們在內(nèi)存中看一下：

　　reference中存儲的就是對象在堆中的實際地址，在堆中存儲的對象信息中包含了在方法區(qū)中的相應(yīng)類型數(shù)據(jù)。流程很簡單，我們梳理一下：

　　第一步：虛擬機通過reference（Father的引用）查詢java棧中的本地變量表，得到堆中的對象類型數(shù)據(jù)的指針，

　　第二步：通過到對象的指針找到方法區(qū)中的對象類型數(shù)據(jù)

　　第三步：查詢方法表定位到實際類（SonA類）的方法運行。

　　好了，到第三步我們知道，其實是通過方法表來定位到實際運行的方法的。下面我們再來看看這個方法表是什么。

　　3、方法表

　　方法表肯定是存在于方法區(qū)中的，它是實現(xiàn)多態(tài)的關(guān)鍵所在，這里面保存的就是實例方法的引用，而且是直接引用。java虛擬機在執(zhí)行程序的時候就是通過這個方法表來確定運行哪一個多態(tài)方法的。

　　我們通過上面的例子，來演示一下父子類在方法表中是如何保存的：

　　很明顯每一個類都會有一個方法表，子類中不同的方法指向不同的類型信息。繼承自O(shè)bject的就指向Object，繼承自Father的就指向Father（也就是包含了父類的方法dealHouse）。

　　可能我們到這就迷糊了，既然子類的dealHouse方法其實是父類Father的，那么為什么會執(zhí)行子類的dealHouse方法呢？別著急往下看。這是java虛擬機區(qū)分多態(tài)方法（實現(xiàn)動態(tài)調(diào)用）的精華所在。

　　當Son類的方法表會有一個指向Father類dealHouse方法的指針，同時也有一個指向自己dealHouse方法的指針，這時候，新的數(shù)據(jù)會覆蓋原有的數(shù)據(jù)，也就是說原來指向Father.dealHouse的那個引用會被替換成指向Son.dealHouse的引用（占據(jù)原來表中的位置）

　　注意：

　　上述講述的其實是對繼承實現(xiàn)的多態(tài)的一種分析，對接口實現(xiàn)的，會有著不一樣的理解。Java虛擬機對于接口方法的調(diào)用是采用搜索方法表的方式，如，要在Father接口的方法表中找到dealHouse()方法，必須搜索Father的整個方法表。從效率上來說，接口方法的調(diào)用總是慢于類方法的調(diào)用的。

　　以上就是對java多態(tài)的分析與理解，總結(jié)一下就是說，類調(diào)用和接口調(diào)用兩種方式區(qū)分不同方法是不一樣的，類調(diào)用是根據(jù)多態(tài)方法在方法表中的位移量，而接口調(diào)用是根據(jù)搜索整個方法表來實現(xiàn)的。

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