了解堆上的静态和非静态方法表示之间的区别

Question

我已经阅读了一些关于这个主题的帖子：

• How are instance methods stored
• static allocation in java - heap, stack and permanent generation
• where is a static method and a static variable stored in java. In heap or in stack memory

但我对他们所说明的概念感到困惑：

静态方法（实际上是所有方法）和静态变量都存储在堆的 PermGen 部分中，因为它们是反射数据的一部分（与类相关的数据，而不是与实例相关的数据）。

因此，无论static 与否，方法都只会在类的堆上存储一份副本。既然类中只有一个副本，我解释为所有方法都属于该类，那为什么Java只能使用实例化的实例调用非静态方法呢？

为什么我们会有非静态方法属于实例而不属于类的概念？

Answer 1

故事的另一面需要提及。上课时，说Bar：

public class Bar {
   public static void doSomething() { ... }

   public void doSomethingElse() { ... }
}

在堆上doSomethingElse 的签名不是doSomethingElse() 而是doSomethingElse(Bar this)。与没有参数的 doSomething 不同（因此您不能从静态方法调用 this - 没有要调用的 this）。

当你有这样的电话时：

Bar bar = new Bar();
bar.doSomethingElse();

这只是一个语法糖：

doSomethingElse(bar); // I neglected here for simplification but the name of the method in the compiled code also includes the name of the class.

当你定义一个扩展类Foo：

public class Foo extends Bar {
    @Override
    public void doSomethingElse() { ... }
}

另一个方法被创建doSomethingElse(Foo this)。接下来是一个虚拟表（如果您不熟悉该术语，请阅读它） - 每个类都有一个虚拟表，它将方法签名映射到具体代码。当您在运行时调用方法时，会根据实例的动态类型在类（而不是实例）虚拟表中搜索正确的实现。

所以完整的例子是（当然这只是一个简化）：

Java 语法（语法糖）：

Bar b = new Foo();
b.doSomethingElse();

真正发生的事情（简化）：

// Step 1: Get the correct overriden method for Foo class from the virtual table
// Step 2: Invoke the method with the instance "b" as the first parameter (the "this" parameter)
Foo.getMethodFromVirtualTable("doSomethingElse").invoke(b);

这当然只是一种简化，但它就是这样发生的。

实际上，当您想到它时，所有方法在内存中都是静态的（这就是它们驻留在PermGen 中的原因）。编译器使用每个类的静态虚拟表来调用正确的方法。这就是允许多态性的原因。