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Java中的静态绑定和动态绑定概念和区别实力代码分析

伊谢尔伦
发布: 2017-07-17 15:59:30
原创
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在Java中存在两种绑定方式,一种为静态绑定,又称作早期绑定。另一种就是动态绑定,亦称为后期绑定。

程序绑定的概念:

  绑定指的是一个方法的调用与方法所在的类(方法主体)关联起来。对java来说,绑定分为静态绑定和动态绑定;或者叫做前期绑定和后期绑定

静态绑定(早绑定 编译器绑定):

  在程序执行前方法已经被绑定,此时由编译器或其它连接程序实现。例如:C 。针对java可以理解为程序编译期的绑定;特别说明一点,java当中的方法只有final,static,private和构造方法是前期绑定

动态绑定(迟绑定 运行期绑定):

  后期绑定:在运行时根据具体对象的类型进行绑定。

  若一种语言实现了后期绑定,同时必须提供一些机制在运行期间判断对象的类型,并分别调用适当的方法。也就是说编译器此时依然不知道对象的类型,但方法调用机制能自己去调查,找到正确的方法主体。不同的语言对后期绑定的实现方法是有所区别的。可以这样认为:它们都要在对象中安插某些特殊类型的信息。

动态绑定的过程:

  • 虚拟机提取对象的实际类型的方法表

  • 虚拟机搜索方法签名

  • 调用方法

关于绑定相关的总结:

  了解三者的概念之后,我们发现java属于后期绑定。在java中,几乎所有的方法都是后期绑定,在运行时动态绑定方法属于子类还是基类。但也有特殊,针对static方法和final方法由于不能被继承,因此在编译时就可以确定他们的值,他们是属于前期绑定。特别说明的一点,private声明的方法和成员变量不能被子类继承,所有的private方法都被隐式的指定为final的(由此我们知道:将方法声明为final类型的  一是为了防止方法被覆盖,二是为了有效的关闭java中的动态绑定)。java中的后期绑定是由JVM来实现的,我们不用去显式的声明它,而C++则不同,必须明确的声明某个方法具备后期绑定。java当中的向上转型或者说多态是借助于动态绑定实现的,所以理解动态绑定,也就搞定向上转型和多态。

  对于java当中的方法而言,除了final,static,private和构造方法是前期绑定外,其他的方法全部为动态绑定。而动态绑定的典型发生在父类和子类的转换声明之下:

比如:Parent p = new Children();

具体过程如下:

1、编译器检查对象的声明类型和方法名。假设我们调用x.f(args)方法,并且x已经被声明为C类的对象,那么编译器会列举出C类中所有的名称为f的方法和从C类的超类继承过来的f方法

2、接下来编译器检查方法调用中提供的参数类型。如果在所有名称为f 的方法中有一个参数类型和调用提供的参数类型最为匹配,那么就调用这个方法,这个过程叫做“重载解析”

3、当程序运行并且使用动态绑定调用方法时,虚拟机必须调用同x所指向的对象的实际类型相匹配的方法版本。假设实际类型为D(C的子类),如果D类定义了f(String)那么该方法被调用,否则就在D的超类中搜寻方法f(String),依次类推

问题思考:

如何提供给方法使用者一个方法,来完成一个任务。如果使用者有特殊要求又要可以定制自己的方法?

涉及知识:

子父类,接口,向上转型,动态绑定

具体代码:


package com.chengxuyuanzhilu;
public interface MyInterfaces {
  void doting();
}
package com.chengxuyuanzhilu;
public class Drink implements MyInterfaces {
  @Override
  public void doting() {
    System.out.println("我在喝水");
  }
}
package com.chengxuyuanzhilu;
public class Eat implements MyInterfaces {
  @Override
  public void doting() {
    System.out.println("我在吃东西");
  }
}
package com.chengxuyuanzhilu;
public class Run implements MyInterfaces {
  @Override
  public void doting() {
    System.out.println("我在奔跑");
  }
}
package com.chengxuyuanzhilu;
public class TestDynamicBind {
  public static void main(String[] args) {
    MyInterfaces my = null;
    my = new Eat();
    bind(my);
    my = new Drink();
    bind(my);
    my = new Run();
    bind(my);      
  }
  static void bind(MyInterfaces my){
    my.doting();  
    }
}
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区别对比

1.静态绑定发生在编译时期,动态绑定发生在运行时
2.使用private或static或final修饰的变量或者方法,使用静态绑定。而虚方法(可以被子类重写的方法)则会根据运行时的对象进行动态绑定。
3.静态绑定使用类信息来完成,而动态绑定则需要使用对象信息来完成。
4.重载(Overload)的方法使用静态绑定完成,而重写(Override)的方法则使用动态绑定完成。

验证

使用javap不能直接验证动态绑定,然后如果证明没有进行静态绑定,那么就说明进行了动态绑定。

22:27 $ javap -c TestMain
Compiled from "TestMain.java"
public class TestMain {
  public TestMain();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return
 public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: new           #2                  // class java/lang/String
       3: dup
       4: invokespecial #3                  // Method java/lang/String."<init>":()V
       7: astore_1
       8: new           #4                  // class TestMain$SubCaller
      11: dup
      12: invokespecial #5                  // Method TestMain$SubCaller."<init>":()V
      15: astore_2
      16: aload_2
      17: aload_1
      18: invokevirtual #6                  // Method TestMain$Caller.call:(Ljava/lang/String;)V
      21: return
}
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