对动态绑定的误解答案

【问题标题】：Misunderstanding Dynamic Binding对动态绑定的误解
【发布时间】：2013-10-04 19:27:44
【问题描述】：

根据我对动态绑定的了解，JVM 在运行时会查看对象的实际类型并在该类中搜索实现，然后向上遍历继承级别。

例如，如果我们有：Vehicle v = new Car();

假设类Car扩展Vehicle，我们可以看到引用变量类型是Vehicle，对象类型是Car。

如果我们说：v.start()：

JVM 将首先在 Car 类中查找 start 方法实现，然后在 Vehicle 类中查找。

以下代码中有一个示例：

public class scratch{
    public static void main(String [] args){
        Vehicle v = new Car(); 
        v.start(); 
    }
}

class Vehicle{
    public void start(){
        System.out.println("Vehicle class"); 
    }
}

class Car extends Vehicle{
    public void start(){
        System.out.println("Car class"); 
    }
}

此代码的输出，正如预期的那样：“Car class”

这是我的问题：如果我从 Vehicle 类中取出 start 方法，完全擦除它，程序将不再运行。根据我对动态绑定的了解，JVM 仍应查看对象的实际类型（在本例中为 Car），并仍运行 start 方法的 car 实现。但是，它不这样做。

为什么？

【问题讨论】：

因为该方法不存在。你会得到一个NoSuchMethodError
恕我直言，如果您删除 start 函数并执行 Vehicle v = new Car() 这将是编译器错误。由于编译器会检查 LHS 对象以验证调用的函数是否存在于其中。
@VusP 这取决于他修改了 .class 还是 .java。但是，是的，更有可能出现编译错误。
@tieTYT 也许我误解了“如果我从 Vehicle 类中取出 start 方法，请完全删除它”。他这是什么意思？
@VusP 我认为这是模棱两可的。我们都以不同的方式解释它:)但这并不妨碍我们回答这个问题。

标签： java inheritance dynamic binding

【解决方案1】：

从Vehicle 中删除start() 的问题与多态性有关。在Vehicle 中，如果你在这里定义start()，那么这就是说所有Vehicles，甚至是子类，都有那个方法。

如果您从Vehicle() 中删除start()，则不能保证任何Vehicle 都具有start() 方法，即使我们知道它是具有start() 的Car。如果有一个 HorselessCarriage 类扩展了 Vehicle 但没有定义 start() 怎么办？然后，没有start() 方法。因此，如果Vehicle 上没有start() 方法，则不能在Vehicle 变量上调用start()。

能够在Vehicle 上调用start() 的全部意义在于确保任何 Vehicle 实现都有一个start() 方法可以调用。

更新

JVM 获取对象的运行时类型并查找与方法调用的签名匹配的方法。如果没有找到，它会沿着继承树向上走到超类并在那里寻找方法。

更多详情在JLS, Section 15.12.4.4:

令 X 为方法的目标引用的编译时类型调用。那么：

如果类 S 包含一个名为 m 的非抽象方法的声明具有相同的描述符（相同数量的参数，相同的方法所需的参数类型和相同的返回类型）在编译时确定的调用（第 15.12.3 节），然后：

如果调用方式是super或者interface，那么就是这个方法被调用，过程终止。

如果调用模式是虚拟的，并且 S 中的声明覆盖 (§8.4.8.1) X.m，那么在 S 中声明的方法就是要成为的方法调用，过程终止。

如果调用方式是virtual，并且S中的声明没有覆盖 X.m，而且 X.m 被声明为抽象的，然后是抛出 AbstractMethodError。

否则，如果 S 有一个超类，同样的查找过程是使用 S 的直接超类代替 S 递归执行；要调用的方法是递归调用的结果这个查找过程。

这里，S 似乎是对象的运行时类型。

【讨论】：

这是有道理的，我什至在写这个问题之前就怀疑了。但是我不得不问，动态绑定究竟是如何工作的？在决定调用什么方法时，JVM从哪里开始？
@rgettman 感谢您的确认。这就是我认为它有效但尚未查找的方式！

【解决方案2】：

简而言之，JVM 需要一个端点来开始搜索start 方法的引用，无论对象类型是否有您要调用的方法，JVM 都需要一个镜像来确保您是尝试调用现有方法。

【讨论】：

我不太明白。 JVM 在这个实例中选择的端点是什么？另外，镜子是什么意思？
动态链接必须有一个起点，并在virtual table 中找到对方法的适当引用，这样如果您尝试访问此变量中不存在的方法，只需JVM没有通过编译面，因为不是这个变量没有这个方法。

【解决方案3】：

当您在 Vehicle 类中拥有 start() 方法时，Car 将覆盖该方法。当您从 Vehicle 中删除 start() 方法时，您将不再覆盖该方法。所以调用 v.start() 没有方法可以调用。这就是您应该使用@Override 的原因，以便在代码中清楚地知道发生了什么。为了在 Vehicle 中没有 start() 方法的情况下调用 Car 上的 start()，您首先必须将车辆强制转换为 Car 类。

【讨论】：

我将以与 rgettman 评论相同的方式回复。这是有道理的，我预料到了这一点，但是在运行时，JVM 在决定运行哪个方法实现时从哪个类开始？
在运行时，我认为它从实际对象的类开始。所以在这种情况下，它将从查看 Car 开始。

【解决方案4】：

但是一旦您删除该方法，Vehicle 就不再具有任何“启动”功能：它是 Vehicle 类中的未知方法，您通过 Vehicle 引用访问它。为了让java做你想做的事，你可以这样做

abstract class Vehicle
{
  public abstract void start();
}

然后您的代码应该可以再次运行，因为 Vehicle 的所有子级现在都保证了 start 方法。但正如您的示例所示，一旦删除了 start 方法，就不能保证之前的某些语句没有创建其他 Vehicle 后代，例如，没有 start 方法的 Motorcycle 并将其分配给您的 v 引用。

【讨论】：

【解决方案5】：

我认为看问题的一个简单方法是引入一个方法。以下是该方法的定义方式：

public void callStart(Vehicle vehicle) {
  vehicle.start();
}

此方法允许您传入具体的Car 或具体的Vehicle。

让我们假设 Java 允许您编译此代码。如果Java 允许您在没有start() 方法的情况下为Vehicle 执行此操作，那么您必须在运行时发现错误。但是 Java 通过在编译时通知您有错误来为您节省一些时间。

这与 Javascript 等一些动态语言不同。如果这是 JavaScript，你可以传入一个具体的 Vehicle，然后你必须在运行时发现你的错误。另一个区别是，在 JavaScript 中，你可以传入一个具体的 Car 并且它可以正常工作。这称为duck typing，是Java 没有的功能。

【讨论】：