多型在jvm類載入中的體現
越努力越幸運！
0．前言
轉載請標明出處：http://blog.csdn.net/seu_calvin/article/details/52191321
多型在Java技術裡有很重要的地位，在面試中也會經常被問到。
多型的使用大家應該都比較瞭解，但是多型的實現原理就有點抽象了，查了很多很多資料，連續幾天斷斷續續的看，有時候看著看著就走神了。畢竟太抽象，哈哈~
不過依然硬著頭皮看下來了（也不知道看了多少遍），並且將很多資料裡關於多型的知識進行了整理（添新增加刪刪減減了很久，也把重點根據自己的理解用紅字標出），便有了這篇文章。通過這篇文章相信可以幫助你更加深刻的理解多型。
1．Java多型概述
Java的方法過載，就是在類中可以建立多個方法，它們具有相同的名字，但可具有不同的引數列表、返回值型別。呼叫方法時通過傳遞的引數型別來決定具體使用哪個方法，這就是多型性。
Java的方法重寫，是父類與子類之間的多型性，子類可繼承父類中的方法，但有時子類並不想原封不動地繼承父類的方法，而是想作一定的修改，這就需要採用方法的重寫。重寫的引數列表和返回型別均不可修改。
2．方法重寫後的動態繫結
多型允許具體訪問時實現方法的動態繫結。Java對於動態繫結的實現主要依賴於方法表，通過繼承和介面的多型實現有所不同。
繼承：在執行某個方法時，在方法區中找到該類的方法表，再確認該方法在方法表中的偏移量，找到該方法後如果被重寫則直接呼叫，否則認為沒有重寫父類該方法，這時會按照繼承關係搜尋父類的方法表中該偏移量對應的方法。
介面：Java 允許一個類實現多個介面，從某種意義上來說相當於多繼承，這樣同一個介面的的方法在不同類方法表中的位置就可能不一樣了。所以不能通過偏移量的方法，而是通過搜尋完整的方法表。
3．JVM的結構（拓展知識，不瞭解可以看看）
從上圖可以看出，當程式執行需要某個類時，類載入器會將相應的class檔案載入到JVM中，並在方法區建立該類的型別資訊（包括方法程式碼，類變數、成員變數、以及本博文要重點討論的方法表）。
注意，這個方法區中的型別資訊跟在堆中存放的class物件是不同的。在方法區中，這個class的型別資訊只有唯一的例項（所以方法區是各個執行緒共享的記憶體區域），而在堆中可以有多個該class物件。可以通過堆中的class物件訪問到方法區中型別資訊。就像在java反射機制那樣，通過class物件可以訪問到該類的所有資訊一樣。
【重點】
方法表是實現動態呼叫的核心。為了優化物件呼叫方法的速度，方法區的型別資訊會增加一個指標，該指標指向記錄該類方法的方法表，方法表中的每一個項都是對應方法的指標。這些方法中包括從父類繼承的所有方法以及自身重寫（override）的方法。
4．Java 的方法呼叫方式（拓展知識，可以不看）
Java 的方法呼叫有兩類，動態方法呼叫與靜態方法呼叫。
靜態方法呼叫是指對於類的靜態方法的呼叫方式，是靜態繫結的；而動態方法呼叫需要有方法呼叫所作用的物件，是動態繫結的。
類呼叫 (invokestatic) 是在編譯時就已經確定好具體呼叫方法的情況。
例項呼叫 (invokevirtual)則是在呼叫的時候才確定具體的呼叫方法，這就是動態繫結，也是多型要解決的核心問題。
JVM 的方法呼叫指令有四個，分別是 invokestatic，invokespecial，invokesvirtual 和 invokeinterface。前兩個是靜態繫結，後兩個是動態繫結的。本文也可以說是對於JVM後兩種呼叫實現的考察。
5．方法表與方法呼叫
如有類定義 Person, Girl, Boy
class Person { public String toString(){ return "I'm a person."; } public void eat(){} public void speak(){} } class Boy extends Person{ public String toString(){ return "I'm a boy"; } public void speak(){} public void fight(){} } class Girl extends Person{ public String toString(){ return "I'm a girl"; } public void speak(){} public void sing(){} } 當這三個類被載入到 Java 虛擬機器之後，方法區中就包含了各自的類的資訊。Girl 和 Boy 在方法區中的方法表可表示如下：
可以看到，Girl 和 Boy 的方法表包含繼承自 Object 的方法，繼承自直接父類 Person 的方法及各自新定義的方法。注意方法表條目指向的具體的方法地址，如 Girl 繼承自 Object 的方法中，只有 toString() 指向自己的實現（Girl 的方法程式碼），其餘皆指向 Object 的方法程式碼；其繼承自於 Person 的方法 eat() 和 speak() 分別指向 Person 的方法實現和本身的實現。
如果子類改寫了父類的方法，那麼子類和父類的那些同名的方法共享一個方法表項。
因此，方法表的偏移量總是固定的。所有繼承父類的子類的方法表中，其父類所定義的方法的偏移量也總是一個定值。 Person 或 Object中的任意一個方法，在它們的方法表和其子類 Girl 和 Boy 的方法表中的位置 (index) 是一樣的。這樣 JVM 在呼叫例項方法其實只需要指定呼叫方法表中的第幾個方法即可。
如呼叫如下：
class Party{ void happyHour(){ Person girl = new Girl(); girl.speak(); } } 當編譯 Party 類的時候，生成 girl.speak()的方法呼叫假設為：
Invokevirtual #12
設該呼叫程式碼對應著 girl.speak(); #12 是 Party 類的常量池的索引。JVM 執行該呼叫指令的過程如下所示：
6．介面呼叫
因為 Java 類是可以同時實現多個介面的，而當用介面引用呼叫某個方法的時候，情況就有所不同了。
Java 允許一個類實現多個介面，從某種意義上來說相當於多繼承，這樣同樣的方法在基類和派生類的方法表的位置就可能不一樣了。
interface IDance{ void dance(); } class Person { public String toString(){ return "I'm a person."; } public void eat(){} public void speak(){} } class Dancer extends Person implements IDance { public String toString(){ return "I'm a dancer."; } public void dance(){} } class Snake implements IDance{ public String toString(){ return "A snake."; } public void dance(){ //snake dance } }
可以看到，由於介面的介入，繼承自介面 IDance 的方法 dance()在類 Dancer 和 Snake 的方法表中的位置已經不一樣了，顯然我們無法僅根據偏移量來進行方法的呼叫。
Java 對於介面方法的呼叫是採用搜尋方法表的方式，如，要在Dancer的方法表中找到dance()方法，必須搜尋Dancer的整個方法表。
因為每次介面呼叫都要搜尋方法表，所以從效率上來說，介面方法的呼叫總是慢於類方法的呼叫的。