方法栈
JVM内存模型中，有一个栈结构，就是java方法栈，栈里面存放的一个个实体类称为栈帧。
每个栈帧都包括了局部变量表，操作数栈，动态连接，方法返回地址和一些额外的附加信息。
局部变量表
局部变量表用于存放方法参数和方法内部定义的局部变量，局部变量表的容量一般以32位为最小单位。
如果方法是非static方法，那局部变量表中第0位所以一般是实例对象的引用this。
操作数栈
JVM解析执行字节码是基于栈结构的，做算数运算时是通过操作数栈来进行的，在调用其他方法时是通过操作数栈来进行参数的传递。
方法调用过程
每一次方法调用指令之前，JVM先把方法被调用的对象引用压入操作数栈中，除了对象的引用之外，JVM还会把方法的参数依次压入操作数栈
在执行方法调用指令时，JVM会将函数参数和对象引用依次从操作数栈弹出，并新建一个栈帧，把对象引用和函数参数分别放入新栈帧的局部变量表
jvm把新栈帧push入虚拟机方法栈，并把pc指向函数的第一条待执行的指令。
方法调用的字节码指令
JVM提供了四种方法调用字节码指令
invokestatic:调用静态方法
invokespecial:调用实例构造器方法，私有方法，实例构造器，父类方法
invokevirtual:调用所有的虚方法
invokeinterface:调用接口方法，会在运行时期在确定一个实现此接口的对象
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| public class Test {
private void run() {
List<String> list = new ArrayList<>(); // invokespecial 构造器调用
list.add("a"); // invokeinterface 接口调用
ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>(); // invokespecial 构造器调用
arrayList.add("b"); // invokevirtual 虚函数调用
}
public static void main(String[] args) {
Test test = new Test(); // invokespecial 构造器调用
test.run(); // invokespecial 私有函数调用
}
}
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| public class Test {
public Test();
Code:
0: aload_0
1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."<init>":()V
4: return
private void run();
Code:
0: new #2 // class java/util/ArrayList
3: dup
4: invokespecial #3 // Method java/util/ArrayList."<init>":()V
7: astore_1
8: aload_1
9: ldc #4 // String a
11: invokeinterface #5, 2 // InterfaceMethod java/util/List.add:(Ljava/lang/Object;)Z
16: pop
17: new #2 // class java/util/ArrayList
20: dup
21: invokespecial #3 // Method java/util/ArrayList."<init>":()V
24: astore_2
25: aload_2
26: ldc #6 // String b
28: invokevirtual #7 // Method java/util/ArrayList.add:(Ljava/lang/Object;)Z
31: pop
32: return
public static void main(java.lang.String[]);
Code:
0: new #8 // class Test
3: dup
4: invokespecial #9 // Method "<init>":()V
7: astore_1
8: aload_1
9: invokespecial #10 // Method run:()V
12: return
}
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动态分派
当JVM遇到invokevirtual或者invokeinterface时，需要运行时根据方法的符号引用查到方法地址，步骤如下
- 在方法调用指令之前，需要将对象的引用压入操作数栈
- 在执行方法调用时，找到操作数栈顶的第一个元素所指向的对象实际类型，记做C
- 在类型C中找到与常量池中的描述符和方法名称都相符的方法，并校验访问权限，如果找到该方法并通过校验，则返回这个方法的引用。
- 否则，按照继承关系往上查找方法并校验访问权限
- 如果始终没找到方法，则抛出AbstractMethodError异常
虚函数表
java通过虚函数表实现多态。
方法表中包含了所有方法的入口地址，继承父类的方法在最前面，之后是接口方法，最后是自定义方法。
如果子类重写了父类的方法，那么地址会是子类方法的地址。否则则会指向父类的地址。
invokevirtual 和 invokeinterface的区别
由于虚函数在编译时就可以确定offset，而实现了接口类型的类，直接使用接口方法的话，由于此时不确定其类型，会重新找一遍虚函数表，速度会降低。
因此在使用接口方法的时候，尽可能直接使用原有的类，而非使用接口类去转型。
不过个人认为在考虑架构的时候往往不可能照顾的那么仔细，此条理解即可。