如何从jvm角度去理解java中的多态

一、认识多态

1、方法调用

在Java中，方法调用有两类，动态方法调用与静态方法调用。

（1）静态方法调用是指对于类的静态方法的调用方式，是在编译时刻就已经确定好具体调用方法的情况，是静态绑定的。

（2）动态方法调用需要有方法调用所作用的对象，是在调用的时候才确定具体的调用方法，是动态绑定的。

我们这里所讲的多态就是后者-动态方法调用。

2、多态概念

多态有两种：类内部之间的多态和类之间的多态。我们先看一下标准的概念：多态是面向对象编程语言的重要特性，它允许基类的指针或引用指向派生类的对象，而在具体访问时实现方法的动态绑定

（1）Java的方法重载（类内部之间的多态）：就是在类中可以创建多个方法，它们具有相同的名字，但可具有不同的参数列表、返回值类型。我们举个例子来解释，就是一对夫妇生了多胞胎，多胞胎之间外观相似，其实是不同的孩子。

（2）Java的方法重写（父类与子类之间的多态）：子类可继承父类中的方法，但有时子类并不想原封不动地继承父类的方法，而是想作一定的修改，这就需要采用方法的重写。重写的参数列表和返回类型均不可修改。我们再举个例子，就是子承父业，但是儿子有自己想法，对父亲得产业进行再投资的过程。

二、代码实现多态

1、类内部之间得多态：方法重载

public class SingleClass {
    //孩子1：
    public String child(){
        System.out.println("child1");
        return "child1";
    }
    //孩子2：与孩子1参数个数不同
    public String child(String a){
        System.out.println("child2");
        return "child2";
    }
    //孩子3：与孩子4参数顺序不同
    public String child(int a,String s){
        System.out.println("child3");
        return "child3";
    }
    //孩子4：与孩子3参数顺序不同
    public String child(String s,int a){
        System.out.println("child4");
        return "child4";
    }
    public static void main(String[] args){
        //重载方法调用：略
    }
}

从上述代码我们可以看到，在类的内部可以有相同的方法名，但是有唯一的参数列表。当然返回类型和修饰符也可以不同。下面我们再看一下类之间的多态。

2、类之间的多态：方法重写

类之间的多态其实是有两种方式：继承和接口。我们对这两种方式一个一个说明。

（1）继承方式实现多态

对于继承方式我们使用一个例子来解释，比如说父亲可以对自己的房子有处理权，儿子继承父业同样也有处理权。

第一步：定义父类

public class Father {
    public void dealHouse(){
        System.out.println("父亲处置房产");
    }
}

第二步：定义子类（大儿子和小儿子）

//大儿子
public class SonA extends Father {
    @Override
    public void dealHouse() {
        System.out.println("大儿子处置房产");
    }
}
//小儿子
public class SonB extends Father {
    @Override
    public void dealHouse() {
        System.out.println("小儿子处置房产");
    }
}

第三步：测试

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Father father=new Father();
        Father sonA=new SonA();
        Father sonB=new SonB();
        father.dealHouse();
        sonA.dealHouse();
        sonB.dealHouse();
    }
}
//父亲处置房产
//大儿子处置房产
//小儿子处置房产

（2）接口方式实现多态

接口方式实现继承方式其实跟上面一样，只不过把父类变成了接口而已，其他内容只有微笑的变化，这里就不演示了，在这里只给出父接口的形式。

public interface Father {
    public void dealHouse();
}

到了这基本上就对多态形式的代码实现进行了演示，案例也比较简单，但是这对我们理解多态的思想还不够，我们最主要的还是从虚拟机的角度来分析一下。

三、分析多态

想要深入分析多态，我们需要弄清楚几个问题。

1、jvm内存

在上面的代码中我们其实已经看到了，不管是类内部之间实现的多态，还是类之间实现的多态，这些方法的名字其实都是一样的，那我们的程序在运行的时候，底层虚拟机是如何去区分的呢（java虚拟机实现动态调用）？为此我们还是先从java虚拟机讲起。

2、通过例子来分析

现在我们拿上面的例子来说明一下多态在java虚拟机中是如何实现的。在测试类中有两行代码：

Father sonA=new SonA();
Father sonB=new SonB();

当程序运行到Father sonA=new SonA()这里就出现了多态，这是因为编译时看到Father，但是运行时new出来一个SonA类，两种类型还不一样。那么这些代码在运行的时候在内存中是如何保存的呢？

3、方法表

方法表肯定是存在于方法区中的，它是实现多态的关键所在，这里面保存的就是实例方法的引用，而且是直接引用。java虚拟机在执行程序的时候就是通过这个方法表来确定运行哪一个多态方法的。

注意：

上述讲述的其实是对继承实现的多态的一种分析，对接口实现的，会有着不一样的理解。

Java虚拟机 对于接口方法的调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，必须搜索Father的整个方法表。从效率上来说，接口方法的调用总是慢于类方法的调用的。