這里的方法調(diào)用并不等同于方法中的代碼被執(zhí)行，方法調(diào)用階段唯一的任務(wù)就是確定被調(diào)用方法的版本（即調(diào)用哪一個(gè)方法），暫時(shí)還未涉及方法內(nèi)部的具體運(yùn)行過(guò)程。

由于Class文件的編譯過(guò)程中不包含傳統(tǒng)程序語(yǔ)言編譯的連接步驟，一切方法調(diào)用在Class文件里面存儲(chǔ)的都只是符號(hào)引用，而不是方法在實(shí)際運(yùn)行時(shí)內(nèi)存布局中的入口地址（也就是之前說(shuō)的直接引用）。這個(gè)特性給Java帶來(lái)了更強(qiáng)大的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展能力，但也使得Java方法調(diào)用過(guò)程變得相對(duì)復(fù)雜，某些調(diào)用需要在類(lèi)加載期間，甚至到運(yùn)行期間才能確定目標(biāo)方法的直接引用。

方法調(diào)用字節(jié)碼指令
調(diào)用不同類(lèi)型的方法，字節(jié)碼指令集里設(shè)計(jì)了不同的指令。在Java虛擬機(jī)支持以下5條方法調(diào)用字節(jié)碼指令，分別是：
1，·invokestatic。用于調(diào)用靜態(tài)方法。
2，·invokespecial。用于調(diào)用實(shí)例構(gòu)造器<init>()方法、私有方法和父類(lèi)中的方法。
3，·invokevirtual。用于調(diào)用所有的虛方法。
4，·invokeinterface。用于調(diào)用接口方法，會(huì)在運(yùn)行時(shí)再確定一個(gè)實(shí)現(xiàn)該接口的對(duì)象。
5，·invokedynamic。先在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)解析出調(diào)用點(diǎn)限定符所引用的方法，然后再執(zhí)行該方法。前面4條調(diào)用指令，分派邏輯都固化在Java虛擬機(jī)內(nèi)部，而invokedynamic指令的分派邏輯是由用戶(hù)設(shè)定的引導(dǎo)方法來(lái)決定的。

解析

所有方法調(diào)用的目標(biāo)方法在Class文件里面都是一個(gè)常量池中的符號(hào)引用，在類(lèi)加載的解析階段，會(huì)將其中的一部分符號(hào)引用轉(zhuǎn)化為直接引用，這種解析能夠成立的前提是：方法在程序真正運(yùn)行之前就有一個(gè)可確定的調(diào)用版本，并且這個(gè)方法的調(diào)用版本在運(yùn)行期是不可改變的。換句話說(shuō)，調(diào)用目標(biāo)在程序代碼寫(xiě)好、編譯器進(jìn)行編譯那一刻就已經(jīng)確定下來(lái)。這類(lèi)方法的調(diào)用被稱(chēng)為解析（Resolution）。

解析調(diào)用一定是個(gè)靜態(tài)的過(guò)程，在編譯期間就完全確定，在類(lèi)加載的解析階段就會(huì)把涉及的符號(hào)引用全部轉(zhuǎn)變?yōu)槊鞔_的直接引用，不必延遲到運(yùn)行期再去完成。

在Java語(yǔ)言中符合“編譯期可知，運(yùn)行期不可變”這個(gè)要求的方法，主要有靜態(tài)方法和私有方法兩大類(lèi)，前者與類(lèi)型直接關(guān)聯(lián)，后者在外部不可被訪問(wèn)，這兩種方法各自的特點(diǎn)決定了它們都不可能通過(guò)繼承或別的方式重寫(xiě)出其他版本，因此它們都適合在類(lèi)加載階段進(jìn)行解析。

虛方法與非虛方法

只要能被invokestatic和invokespecial指令調(diào)用的方法，都可以在解析階段中確定唯一的調(diào)用版本，Java語(yǔ)言里符合這個(gè)條件的方法共有靜態(tài)方法、私有方法、實(shí)例構(gòu)造器、父類(lèi)方法4種，再加上被final修飾的方法（盡管它使用invokevirtual指令調(diào)用），這5種方法調(diào)用會(huì)在類(lèi)加載的時(shí)候就可以把符號(hào)引用解析為該方法的直接引用。這些方法統(tǒng)稱(chēng)為“非虛方法”（Non-Virtual Method），與之相反，其他方法就被稱(chēng)為“虛方法”（Virtual Method）。

使用Jclasslib打開(kāi)編譯生成的class文件。選擇show方法，查看字節(jié)碼指令。
靜態(tài)方法都是使用invokestatic調(diào)用。
私有方法是使用invokespecial調(diào)用。
父類(lèi)的普通方法是通過(guò)invokespecial調(diào)用。
父類(lèi)的final方法是通過(guò)invokevirtual調(diào)用。

分派

另一種主要的方法調(diào)用形式：分派（Dispatch）調(diào)用則要復(fù)雜許多，它可能是靜態(tài)的也可能是動(dòng)態(tài)的，按照分派依據(jù)的宗量數(shù)可分為單分派和多分派。這兩類(lèi)分派方式兩兩組合就構(gòu)成了靜態(tài)單分派、靜態(tài)多分派、動(dòng)態(tài)單分派、動(dòng)態(tài)多分派4種分派組合情況。

靜態(tài)分派-重載

    /**
     * 方法靜態(tài)分派演示
     * @author zzm
     */
    public class StaticDispatch {
        static abstract class Human {
        }
        static class Man extends Human {
        }
        static class Woman extends Human {
        }
        public void sayHello(Human guy) {
            System.out.println("hello,guy!");
        }
        public void sayHello(Man guy) {
            System.out.println("hello,gentleman!");
        }
        public void sayHello(Woman guy) {
            System.out.println("hello,lady!");
        }
        public static void main(String[] args) {
            Human man = new Man();
            Human woman = new Woman();
            StaticDispatch sr = new StaticDispatch();
            sr.sayHello(man);
            sr.sayHello(woman);
        }
    }

運(yùn)行結(jié)果：

hello,guy!
hello,guy!

我們把上面代碼中的“Human”稱(chēng)為變量的“靜態(tài)類(lèi)型”（Static Type），或者叫“外觀類(lèi)型”（Apparent Type），后面的“Man”則被稱(chēng)為變量的“實(shí)際類(lèi)型”（Actual Type）或者叫“運(yùn)行時(shí)類(lèi)型”（Runtime Type）。靜態(tài)類(lèi)型和實(shí)際類(lèi)型在程序中都可能會(huì)發(fā)生變化，區(qū)別是靜態(tài)類(lèi)型的變化僅僅在使用時(shí)發(fā)生，變量本身的靜態(tài)類(lèi)型不會(huì)被改變，并且最終的靜態(tài)類(lèi)型是在編譯期可知的；而實(shí)際類(lèi)型變化的結(jié)果在運(yùn)行期才可確定，編譯器在編譯程序的時(shí)候并不知道一個(gè)對(duì)象的實(shí)際類(lèi)型是什么。

// 實(shí)際類(lèi)型變化
Human human = (new Random()).nextBoolean() ? new Man() : new Woman();
// 靜態(tài)類(lèi)型變化
sr.sayHello((Man) human)
sr.sayHello((Woman) human)

對(duì)象human的實(shí)際類(lèi)型是可變的，編譯期間它完全是個(gè)“薛定諤的人”，到底是Man還是Woman，必須等到程序運(yùn)行到這行的時(shí)候才能確定。而human的靜態(tài)類(lèi)型是Human，也可以在使用時(shí)（如sayHello()方法中的強(qiáng)制轉(zhuǎn)型）臨時(shí)改變這個(gè)類(lèi)型，但這個(gè)改變?nèi)允窃诰幾g期是可知的，兩次sayHello()方法的調(diào)用，在編譯期完全可以明確轉(zhuǎn)型的是Man還是Woman。

所有依賴(lài)靜態(tài)類(lèi)型來(lái)決定方法執(zhí)行版本的分派動(dòng)作，都稱(chēng)為靜態(tài)分派。靜態(tài)分派的最典型應(yīng)用表現(xiàn)就是方法重載。靜態(tài)分派發(fā)生在編譯階段，因此確定靜態(tài)分派的動(dòng)作實(shí)際上不是由虛擬機(jī)來(lái)執(zhí)行的，這點(diǎn)也是為何一些資料選擇把它歸入“解析”而不是“分派”的原因。

動(dòng)態(tài)分派-重寫(xiě)

    /**
     * 方法動(dòng)態(tài)分派演示
     * @author zzm
     */
    public class DynamicDispatch {
        static abstract class Human {
            protected abstract void sayHello();
        }
        static class Man extends Human {
            @Override
            protected void sayHello() {
                System.out.println("man say hello");
            }
        }
        static class Woman extends Human {
            @Override
            protected void sayHello() {
                System.out.println("woman say hello");
            }
        }
        public static void main(String[] args) {
            Human man = new Man();
            Human woman = new Woman();
            man.sayHello();
            woman.sayHello();
            man = new Woman();
            man.sayHello();
        }
    }

運(yùn)行結(jié)果：

man say hello
woman say hello
woman say hello

這里選擇調(diào)用的方法版本是不可能再根據(jù)靜態(tài)類(lèi)型來(lái)決定的，因?yàn)殪o態(tài)類(lèi)型同樣都是Human的兩個(gè)變量man和woman在調(diào)用sayHello()方法時(shí)產(chǎn)生了不同的行為，甚至變量man在兩次調(diào)用中還執(zhí)行了兩個(gè)不同的方法。導(dǎo)致這個(gè)現(xiàn)象的原因很明顯，是因?yàn)檫@兩個(gè)變量的實(shí)際類(lèi)型不同，Java虛擬機(jī)是如何根據(jù)實(shí)際類(lèi)型來(lái)分派方法執(zhí)行版本的呢？

invokevirtual指令在運(yùn)行期確定接收者的實(shí)際類(lèi)型，會(huì)根據(jù)方法接收者的實(shí)際類(lèi)型來(lái)選擇方法版本，這個(gè)過(guò)程就是Java語(yǔ)言中方法重寫(xiě)的本質(zhì)。我們把這種在運(yùn)行期根據(jù)實(shí)際類(lèi)型確定方法執(zhí)行版本的分派過(guò)程稱(chēng)為動(dòng)態(tài)分派。
既然這種多態(tài)性的根源在于虛方法調(diào)用指令invokevirtual的執(zhí)行邏輯，那自然我們得出的結(jié)論就只會(huì)對(duì)方法有效，對(duì)字段是無(wú)效的，因?yàn)樽侄尾皇褂眠@條指令。事實(shí)上，在Java里面只有虛方法存在，字段永遠(yuǎn)不可能是虛的。

invokevirtual指令的運(yùn)行時(shí)解析過(guò)程大致分為以下幾步：
1）找到操作數(shù)棧頂?shù)牡谝粋€(gè)元素所指向的對(duì)象的實(shí)際類(lèi)型，記作C。
2）如果在類(lèi)型C中找到與常量中的描述符和簡(jiǎn)單名稱(chēng)都相符的方法，則進(jìn)行訪問(wèn)權(quán)限校驗(yàn)，如果通過(guò)則返回這個(gè)方法的直接引用，查找過(guò)程結(jié)束；不通過(guò)則返回java.lang.IllegalAccessError異常。
3）否則，按照繼承關(guān)系從下往上依次對(duì)C的各個(gè)父類(lèi)進(jìn)行第二步的搜索和驗(yàn)證過(guò)程。
4）如果始終沒(méi)有找到合適的方法，則拋出java.lang.AbstractMethodError異常。

    /**
     * 字段不參與多態(tài)
     * @author zzm
     */
    public class FieldHasNoPolymorphic {
        static class Father {
            public int money = 1;
            public Father() {
                money = 2;
                showMeTheMoney();
            }
            public void showMeTheMoney() {
                System.out.println("I am Father, i have $" + money);
            }
        }
        static class Son extends Father {
            public int money = 3;
            public Son() {
                money = 4;
                showMeTheMoney();
            }
            public void showMeTheMoney() {
                System.out.println("I am Son, i have $" + money);
            }
        }
        public static void main(String[] args) {
            Father gay = new Son();
            System.out.println("This gay has $" + gay.money);
        }
    }

運(yùn)行結(jié)果：

I am Son, i have $0
I am Son, i have $4
This gay has $2

輸出兩句都是“I am Son”，這是因?yàn)镾on類(lèi)在創(chuàng)建的時(shí)候，首先隱式調(diào)用了Father的構(gòu)造函數(shù)，而Father構(gòu)造函數(shù)中對(duì)showMeTheMoney()的調(diào)用是一次虛方法調(diào)用，實(shí)際執(zhí)行的版本是Son::showMeTheMoney()方法，所以輸出的是“I am Son”(操作數(shù)棧入棧的是Son)。而這時(shí)候雖然父類(lèi)的money字段已經(jīng)被初始化成2了，但Son::showMeTheMoney()方法中訪問(wèn)的卻是子類(lèi)的money字段，這時(shí)候結(jié)果自然還是0，因?yàn)樗阶宇?lèi)的構(gòu)造函數(shù)執(zhí)行時(shí)才會(huì)被初始化。main()的最后一句通過(guò)靜態(tài)類(lèi)型訪問(wèn)到了父類(lèi)中的money，輸出了2。

單分派與多分派
單分派是根據(jù)一個(gè)宗量對(duì)目標(biāo)方法進(jìn)行選擇，多分派則是根據(jù)多于一個(gè)宗量對(duì)目標(biāo)方法進(jìn)行選擇。

    /**
     * 單分派、多分派演示
     * @author zzm
     */
    public class Dispatch {
        static class QQ {}
        static class _360 {}
        public static class Father {
            public void hardChoice(QQ arg) {
                System.out.println("father choose qq");
            }
            public void hardChoice(_360 arg) {
                System.out.println("father choose 360");
            }
        }
        public static class Son extends Father {
            public void hardChoice(QQ arg) {
                System.out.println("son choose qq");
            }
            public void hardChoice(_360 arg) {
                System.out.println("son choose 360");
            }
        }
        public static void main(String[] args) {
            Father father = new Father();
            Father son = new Son();
            father.hardChoice(new _360());
            son.hardChoice(new QQ());
        }
    }

在main()里調(diào)用了兩次hardChoice()方法，這兩次hardChoice()方法的選擇結(jié)果在程序輸出中已經(jīng)顯示得很清楚了。我們關(guān)注的首先是編譯階段中編譯器的選擇過(guò)程，也就是靜態(tài)分派的過(guò)程。這時(shí)候選擇目標(biāo)方法的依據(jù)有兩點(diǎn)：一是靜態(tài)類(lèi)型是Father還是Son，二是方法參數(shù)是QQ還是360。這次選擇結(jié)果的最終產(chǎn)物是產(chǎn)生了兩條invokevirtual指令，兩條指令的參數(shù)分別為常量池中指向Father::hardChoice(360)及Father::hardChoice(QQ)方法的符號(hào)引用。因?yàn)槭歉鶕?jù)兩個(gè)宗量進(jìn)行選擇，所以Java語(yǔ)言的靜態(tài)分派屬于多分派類(lèi)型。

再看看運(yùn)行階段中虛擬機(jī)的選擇，也就是動(dòng)態(tài)分派的過(guò)程。在執(zhí)行“son.hardChoice(new QQ())”這行代碼時(shí)，更準(zhǔn)確地說(shuō)，是在執(zhí)行這行代碼所對(duì)應(yīng)的invokevirtual指令時(shí)，由于編譯期已經(jīng)決定目標(biāo)方法的簽名必須為hardChoice(QQ)，虛擬機(jī)此時(shí)不會(huì)關(guān)心傳遞過(guò)來(lái)的參數(shù)“QQ”到底是“騰訊QQ”還是“奇瑞QQ”，因?yàn)檫@時(shí)候參數(shù)的靜態(tài)類(lèi)型、實(shí)際類(lèi)型都對(duì)方法的選擇不會(huì)構(gòu)成任何影響，唯一可以影響虛擬機(jī)選擇的因素只有該方法的接受者的實(shí)際類(lèi)型是Father還是Son。因?yàn)橹挥幸粋€(gè)宗量作為選擇依據(jù)，所以Java語(yǔ)言的動(dòng)態(tài)分派屬于單分派類(lèi)型。

根據(jù)上述論證的結(jié)果，我們可以總結(jié)一句：如今的Java語(yǔ)言是一門(mén)靜態(tài)多分派、動(dòng)態(tài)單分派的語(yǔ)言。

虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)分派的實(shí)現(xiàn)
動(dòng)態(tài)分派是執(zhí)行非常頻繁的動(dòng)作，而且動(dòng)態(tài)分派的方法版本選擇過(guò)程需要運(yùn)行時(shí)在接收者類(lèi)型的方法元數(shù)據(jù)中搜索合適的目標(biāo)方法，因此，Java虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)基于執(zhí)行性能的考慮，真正運(yùn)行時(shí)一般不會(huì)如此頻繁地去反復(fù)搜索類(lèi)型元數(shù)據(jù)。面對(duì)這種情況，一種基礎(chǔ)而且常見(jiàn)的優(yōu)化手段是為類(lèi)型在方法區(qū)中建立一個(gè)虛方法表。