理解 Java 方法调用

总结自：《Java 核心技术第 10 版（套装共 2 册）-凯 S.霍斯特曼 霍斯特曼 科内尔》

下面假设要调用 x.f(args)，隐式参数 x^[1] 声明为类 C 的一个引用。下面是调用过程的详细描述：

1）编译器查看对象的声明类型和方法名。假设调用 x.f(param)，且隐式参数 x 声明为 C 类的对象。需要注意的是：有可能存在多个名字为 f，但参数类型不一样的方法。例如，可能存在方法 f(int) 和方法 f(String)。编译器将会一一列举所有 C 类^[2] 中名为 f 的方法和其超类中名为 f 的可访问到的方法^[3]（超类的私有方法不可访问）。

至此，编译器已获得所有可能被调用的候选方法。

2）接下来，编译器将查看调用方法时提供的参数类型。如果在所有名为 f 的方法中存在一个与提供的参数类型完全匹配，就选择这个方法。这个过程被称为重载解析（overloading resolution）。例如，对于调用 x.f("Hello") 来说，编译器将会挑选 f(String)，而不是 f(int)。由于允许类型转换（int 可以转换成 double，Manager 可以转换成 Employee，等等），所以这个过程可能很复杂。如果编译器没有找到与参数类型匹配的方法，或者发现经过类型转换后有多个方法与之匹配，就会报告一个错误。^[4]

至此，编译器已获得需要调用的方法名字和参数类型。

3）如果是 private 方法、static 方法、final 方法或者构造器，那么编译器将可以准确地知道应该调用哪个方法^[5]，我们将这种调用方式称为静态绑定（static binding）。与此对应的是，调用的方法依赖于隐式参数的实际类型，并且在运行时实现动态绑定。

4）当程序运行，并且采用动态绑定调用方法时，虚拟机一定调用与 x 所引用对象的实际类型最合适的那个类的方法。假设 x 的实际类型是 D，它是 C 类的子类。如果 D 类定义了方法 f(String)，就直接调用它；否则，将在 D 类的超类中寻找 f(String)，以此类推。

每次调用方法都要进行搜索，时间开销相当大。因此，虚拟机预先为每个类创建了一个方法表（method table）^[6]，其中列出了所有方法的签名和实际调用的方法。这样一来，在真正调用方法的时候，虚拟机仅查找这个表就行了。在前面的例子中，虚拟机搜索 D 类的方法表，以便寻找与调用 f(Sting) 相匹配的方法。这个方法既有可能是 D.f(String)，也有可能是 X.f(String)，这里的 X 是 D 的超类。注意，如果调用 super.f(param)，编译器将对隐式参数超类的方法表进行搜索。

比如 Employee 和 Manager 类：

虚拟机为 Employee 和 Manager 两个类生成方法表：

将 e 声明为 Employee 类型。在运行时，由于 getSalary 不是 private 方法、static 方法或 final 方法，所以将采用动态绑定。调用 e.getSalary（）的解析过程为：

1）首先，虚拟机提取 e 的实际类型的方法表。既可能是 Employee、Manager 的方法表，也可能是 Employee 类的其他子类的方法表。

2）接下来，虚拟机搜索定义 getSalary 签名的类。此时，虚拟机已经知道应该调用哪个方法。

3）最后，虚拟机调用方法。