Java 动态绑定详解

 

程序绑定的概念：
绑定指的是一个方法的调用与方法所在的类(方法主体)关联起来。对java来说，绑定分为静态绑定和动态绑定；或者叫做前期绑定和后期绑定

 

静态绑定：
在程序执行前方法已经被绑定，此时由编译器或其它连接程序实现。例如：C。
针对java简单的可以理解为程序编译期的绑定；这里特别说明一点，java当中的方法只有final，static，private和构造方法是前期绑定

 

动态绑定：
后期绑定：在运行时根据具体对象的类型进行绑定。
若一种语言实现了后期绑定，同时必须提供一些机制，可在运行期间判断对象的类型，并分别调用适当的方法。也就是说，编译器此时依然不知道对象的类型，但方法调用机制能自己去调查，找到正确的方法主体。不同的语言对后期绑定的实现方法是有所区别的。但我们至少可以这样认为：它们都要在对象中安插某些特殊类型的信息。

动态绑定的过程：
虚拟机提取对象的实际类型的方法表；
虚拟机搜索方法签名；
调用方法。

 

关于绑定相关的总结：
在了解了三者的概念之后，很明显我们发现java属于后期绑定。在java中，几乎所有的方法都是后期绑定的，在运行时动态绑定方法属于子类还是基类。但是也有特殊，针对static方法和final方法由于不能被继承，因此在编译时就可以确定他们的值，他们是属于前期绑定的。特别说明的一点是，private声明的方法和成员变量不能被子类继承，所有的private方法都被隐式的指定为final的(由此我们也可以知道：将方法声明为final类型的一是为了防止方法被覆盖，二是为了有效的关闭java中的动态绑定)。java中的后期绑定是有JVM来实现的，我们不用去显式的声明它，而C++则不同,必须明确的声明某个方法具备后期绑定。

 

java当中的向上转型或者说多态是借助于动态绑定实现的，所以理解了动态绑定，也就搞定了向上转型和多态。
前面已经说了对于java当中的方法而言，除了final，static，private和构造方法是前期绑定外，其他的方法全部为动态绑定。而动态绑定的典型发生在父类和子类的转换声明之下：
比如：Parent p = new Children();
其具体过程细节如下：
1：编译器检查对象的声明类型和方法名。假设我们调用x.f(args)方法，并且x已经被声明为C类的对象，那么编译器会列举出C类中所有的名称为f的方法和从C类的超类继承过来的f方法

2：接下来编译器检查方法调用中提供的参数类型。如果在所有名称为f 的方法中有一个参数类型和调用提供的参数类型最为匹配，那么就调用这个方法，这个过程叫做“重载解析”  

3：当程序运行并且使用动态绑定调用方法时，虚拟机必须调用同x所指向的对象的实际类型相匹配的方法版本。假设实际类型为D(C的子类)，如果D类定义了f(String)那么该方法被调用，否则就在D的超类中搜寻方法f(String),依次类推

java 动态绑定在属性上合方法上的不同
1．Java的方法调用过程 
编译器查看对象的声明类型和方法名（对象变量的声明类型）。通过声明类型找到方法列表。 
编译器查看调用方法时提供的参数类型。 
如果方法是private、static、final或者构造器，编译器就可以确定调用那个方法。这是静态绑定。 
如果不是上述情况，就要使用运行时（动态）绑定。

在程序运行时，采用动态绑定意味着：虚拟机将调用对象实际类型所限定的方法。

 

2．运行时（动态）绑定的过程

 

虚拟机提取对象的实际类型的方法表； 
虚拟机搜索方法签名； 
调用方法。 
注意，这里说的是对象的实际类型。即在多态的情况下，虚拟机可以找到所运行对象的真正类型。

3．在向上转型情况下的动态绑定示例 
Java代码 

public class Father { 
    public void method() { 
       System.out.println("父类方法，对象类型：" + this.getClass()); 
    } 
} 

public class Son extends Father { 
    public static void main(String[] args) { 
       Father sample = new Son();//向上转型 
       sample.method(); 
    } 
} 
结果1： 
父类方法，对象类型：class samples.Son 

这个结果没有疑问，声明的是父类的引用（句柄），但准确的调用了子类的对象，调用method，在子类中没有该方法，所以去父类中寻找到并调用之。 
现在修改子类，重写(override)method方法。 
Java代码 
public class Son extends Father {   
    public void method() {   
       System.out.println("子类方法，对象类型：" + this.getClass());   
    }   
      
    public static void main(String[] args) {   
       Father sample = new Son();//向上转型   
       sample.method();   
    }   
}  

public class Son extends Father { 
    public void method() { 
       System.out.println("子类方法，对象类型：" + this.getClass()); 
    } 
   
    public static void main(String[] args) { 
       Father sample = new Son();//向上转型 
       sample.method(); 
    } 
} 
结果2： 
子类方法，对象类型：class samples.Son 

这个结果也是意料之中的。调用method时，在子类中寻找到了该方法，所以直接调用之。

 
4.静态绑定成员变量 
在处理Java类中的成员变量时，并不是采用运行时绑定，而是一般意义上的静态绑定。所以在向上转型的情况下，对象的方法可以“找到”子类，而对象的属性还是父类的属性。 
现在再进一步变化，在父类和子类中同时定义和赋值同名的成员变量name，并试图输出该变量的值。 
Java代码

public class Father { 
    protected String name="父亲属性"; 
   
    public void method() { 
       System.out.println("父类方法，对象类型：" + this.getClass()); 
    } 
} 

public class Son extends Father { 
    protected String name="儿子属性"; 
   
    public void method() { 
       System.out.println("子类方法，对象类型：" + this.getClass()); 
    } 
   
    public static void main(String[] args) { 
       Father sample = new Son();//向上转型，new Son() 时候是先构造父类的  
       System.out.println("调用的成员："+sample.name); 
    } 
} 
结果3： 
调用的成员：父亲属性 

这个结果表明，子类的对象(由父类的引用handle)调用到的是父类的成员变量。所以必须明确，运行时（动态）绑定针对的范畴只是对象的方法。 
现在试图调用子类的成员变量name，该怎么做？最简单的办法是将该成员变量封装成方法getter形式。 
Java代码 
public class Father {   
    protected String name = "父亲属性";   
    
    public String getName() {   
       return name;   
    }   
    
    public void method() {   
       System.out.println("父类方法，对象类型：" + this.getClass());   
    }   
}   
    
public class Son extends Father {   
    protected String name="儿子属性";   
      
    public String getName() {   
       return name;   
    }   
      
    public void method() {   
       System.out.println("子类方法，对象类型：" + this.getClass());   
    }   
      
    public static void main(String[] args) {   
       Father sample = new Son();//向上转型   
       System.out.println("调用的成员："+sample.getName());   
    }   
}  

结果4： 
调用的成员：儿子属性 
总结：属性不能被虚拟调用，因为他不能被重写，而方法可以，它被对象的真实类型调用。