對(duì)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(shí)間好好地整理了一下，力求從java虛擬機(jī)的角度來分析和理解多態(tài)。
一、認(rèn)識(shí)多態(tài)
1、方法調(diào)用
在Java中，方法調(diào)用有兩類，動(dòng)態(tài)方法調(diào)用與靜態(tài)方法調(diào)用。
?。?）靜態(tài)方法調(diào)用是指對(duì)于類的靜態(tài)方法的調(diào)用方式，是在編譯時(shí)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。
?。?）動(dòng)態(tài)方法調(diào)用需要有方法調(diào)用所作用的對(duì)象，是在調(diào)用的時(shí)候才確定具體的調(diào)用方法，是動(dòng)態(tài)綁定的。
我們這里所講的多態(tài)就是后者—?jiǎng)討B(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(biāo)準(zhǔn)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(duì)象，而在具體訪問時(shí)實(shí)現(xiàn)方法的動(dòng)態(tài)綁定
?。?）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(gè)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(gè)例子來解釋，就是一對(duì)夫婦生了多胞胎，多胞胎之間外觀相似，其實(shí)是不同的孩子。
?。?）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(shí)子類并不想原封不動(dòng)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?cè)倥e個(gè)例子，就是子承父業(yè)，但是兒子有自己想法，對(duì)父親得產(chǎn)業(yè)進(jìn)行再投資的過程。
二、代碼實(shí)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(dāng)然返回類型和修飾符也可以不同。下面我們?cè)倏匆幌骂愔g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(shí)是有兩種方式：繼承和接口。我們對(duì)這兩種方式一個(gè)一個(gè)說明。
?。?）繼承方式實(shí)現(xiàn)多態(tài)
對(duì)于繼承方式我們使用一個(gè)例子來解釋，比如說父親可以對(duì)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(cè)試
?。?）接口方式實(shí)現(xiàn)多態(tài)
接口方式實(shí)現(xiàn)繼承方式其實(shí)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(duì)多態(tài)形式的代碼實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了演示，案例也比較簡(jiǎn)單，但是這對(duì)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(jī)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(gè)問題。
1、jvm內(nèi)存
在上面的代碼中我們其實(shí)已經(jīng)看到了，不管是類內(nèi)部之間實(shí)現(xiàn)的多態(tài)，還是類之間實(shí)現(xiàn)的多態(tài)，這些方法的名字其實(shí)都是一樣的，那我們的程序在運(yùn)行的時(shí)候，底層虛擬機(jī)是如何去區(qū)分的呢（java虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)用）？為此我們還是先從java虛擬機(jī)講起。
其實(shí)java虛擬機(jī)在執(zhí)行java程序的時(shí)候，并不是直接運(yùn)行的，他需要一個(gè)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(yùn)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(gè)區(qū)域，那么在代碼中定義的那些多態(tài)方法存到了哪個(gè)地方呢？為此我們還需要對(duì)這塊內(nèi)存區(qū)域進(jìn)行一個(gè)分析：
我給出了一張java7的運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)劃分圖，對(duì)于每一個(gè)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(cuò)就是后一個(gè)方法區(qū)。java堆存的是就是我們建立的一個(gè)個(gè)實(shí)例對(duì)象，而方法區(qū)存的就是類的類型信息。
而且這個(gè)方法區(qū)中的類型信息跟在堆中存放的class對(duì)象是不同的。在方法區(qū)中，這個(gè)class的類型信息只有唯一的實(shí)例（所以方法區(qū)是各個(gè)線程共享的內(nèi)存區(qū)域），而在堆中可以有多個(gè)該class對(duì)象。也就是說方法區(qū)的類型信息就是像一個(gè)模板，那些class對(duì)象就好比通過這些模板創(chuàng)建的一個(gè)個(gè)實(shí)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(jī)中是如何實(shí)現(xiàn)的。在測(cè)試類中有兩行代碼：
FathersonA=newSonA();
FathersonB=newSonB();
當(dāng)程序運(yùn)行到FathersonA=newSonA()這里就出現(xiàn)了多態(tài)，這是因?yàn)榫幾g時(shí)看到Father，但是運(yùn)行時(shí)new出來一個(gè)SonA類，兩種類型還不一樣。那么這些代碼在運(yùn)行的時(shí)候在內(nèi)存中是如何保存的呢？
（1）FathersonA是一個(gè)引用類型，存在了java棧中的本地方法表中了。
?。?）newSonA其實(shí)創(chuàng)建了一個(gè)實(shí)例對(duì)象，存儲(chǔ)在了java堆中。
?。?）SonA的類型數(shù)據(jù)存在了方法區(qū)中
我們?cè)趦?nèi)存中看一下：
reference中存儲(chǔ)的就是對(duì)象在堆中的實(shí)際地址，在堆中存儲(chǔ)的對(duì)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(jiǎn)單，我們梳理一下：
第一步：虛擬機(jī)通過reference（Father的引用）查詢java棧中的本地變量表，得到堆中的對(duì)象類型數(shù)據(jù)的指針，
第二步：通過到對(duì)象的指針找到方法區(qū)中的對(duì)象類型數(shù)據(jù)
第三步：查詢方法表定位到實(shí)際類（SonA類）的方法運(yùn)行。
好了，到第三步我們知道，其實(shí)是通過方法表來定位到實(shí)際運(yùn)行的方法的。下面我們?cè)賮砜纯催@個(gè)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(shí)現(xiàn)多態(tài)的關(guān)鍵所在，這里面保存的就是實(shí)例方法的引用，而且是直接引用。java虛擬機(jī)在執(zhí)行程序的時(shí)候就是通過這個(gè)方法表來確定運(yùn)行哪一個(gè)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(gè)類都會(huì)有一個(gè)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(shí)是父類Father的，那么為什么會(huì)執(zhí)行子類的dealHouse方法呢？別著急往下看。這是java虛擬機(jī)區(qū)分多態(tài)方法（實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)用）的精華所在。
當(dāng)Son類的方法表會(huì)有一個(gè)指向Father類dealHouse方法的指針，同時(shí)也有一個(gè)指向自己dealHouse方法的指針，這時(shí)候，新的數(shù)據(jù)會(huì)覆蓋原有的數(shù)據(jù)，也就是說原來指向Father.dealHouse的那個(gè)引用會(huì)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(shí)是對(duì)繼承實(shí)現(xiàn)的多態(tài)的一種分析，對(duì)接口實(shí)現(xiàn)的，會(huì)有著不一樣的理解。Java虛擬機(jī)對(duì)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(gè)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(duì)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(gè)方法表來實(shí)現(xiàn)的。
以上就是長(zhǎng)沙牛耳教育Java培訓(xùn)機(jī)構(gòu)小編介紹的“Javase入門教程：深入分析Java多態(tài)”的內(nèi)容，希望對(duì)大家有幫助，如有疑問，請(qǐng)?jiān)诰€咨詢，有專業(yè)老師隨時(shí)為你服務(wù)。
