Java 靜態(tài)綁定與動(dòng)態(tài)綁定

          最近學(xué)習(xí)java 的知識(shí)，對(duì)java的靜態(tài)綁定和動(dòng)態(tài)綁定的學(xué)習(xí)很是模糊不清，然后就百度一下對(duì)其相應(yīng)的知識(shí)進(jìn)行了總結(jié)整理，幫助掌握這部分的知識(shí)

程序綁定的概念：

綁定指的是一個(gè)方法的調(diào)用與方法所在的類(方法主體)關(guān)聯(lián)起來。對(duì)java來說，綁定分為靜態(tài)綁定和動(dòng)態(tài)綁定；或者叫做前期綁定和后期綁定.

靜態(tài)綁定：

在程序執(zhí)行前方法已經(jīng)被綁定（也就是說在編譯過程中就已經(jīng)知道這個(gè)方法到底是哪個(gè)類中的方法），此時(shí)由編譯器或其它連接程序?qū)崿F(xiàn)。例如：C。

針對(duì)java簡(jiǎn)單的可以理解為程序編譯期的綁定；這里特別說明一點(diǎn)，java當(dāng)中的方法只有final，static，private和構(gòu)造方法是前期綁定

動(dòng)態(tài)綁定：

后期綁定：在運(yùn)行時(shí)根據(jù)具體對(duì)象的類型進(jìn)行綁定。

若一種語言實(shí)現(xiàn)了后期綁定，同時(shí)必須提供一些機(jī)制，可在運(yùn)行期間判斷對(duì)象的類型，并分別調(diào)用適當(dāng)?shù)姆椒?。也就是說，編譯器此時(shí)依然不知道對(duì)象的類型，但方法調(diào)用機(jī)制能自己去調(diào)查，找到正確的方法主體。不同的語言對(duì)后期綁定的實(shí)現(xiàn)方法是有所區(qū)別的。但我們至少可以這樣認(rèn)為：它們都要在對(duì)象中安插某些特殊類型的信息。

動(dòng)態(tài)綁定的過程：

1. 虛擬機(jī)提取對(duì)象的實(shí)際類型的方法表；
2. 虛擬機(jī)搜索方法簽名；
3. 調(diào)用方法。

關(guān)于final，static，private和構(gòu)造方法是前期綁定的理解

對(duì)于private的方法，首先一點(diǎn)它不能被繼承，既然不能被繼承那么就沒辦法通過它子類的對(duì)象來調(diào)用，而只能通過這個(gè)類自身的對(duì)象來調(diào)用。因此就可以說private方法和定義這個(gè)方法的類綁定在了一起。

final方法雖然可以被繼承，但不能被重寫（覆蓋），雖然子類對(duì)象可以調(diào)用，但是調(diào)用的都是父類中所定義的那個(gè)final方法，（由此我們可以知道將方法聲明為final類型，一是為了防止方法被覆蓋，二是為了有效地關(guān)閉java中的動(dòng)態(tài)綁定)。
構(gòu)造方法也是不能被繼承的（網(wǎng)上也有說子類無條件地繼承父類的無參數(shù)構(gòu)造函數(shù)作為自己的構(gòu)造函數(shù)，不過個(gè)人認(rèn)為這個(gè)說法不太恰當(dāng)，因?yàn)槲覀冎雷宇愂峭ㄟ^super()來調(diào)用父類的無參構(gòu)造方法，來完成對(duì)父類的初始化, 而我們使用從父類繼承過來的方法是不用這樣做的，因此不應(yīng)該說子類繼承了父類的構(gòu)造方法），因此編譯時(shí)也可以知道這個(gè)構(gòu)造方法到底是屬于哪個(gè)類。

對(duì)于static方法，具體的原理我也說不太清。不過根據(jù)網(wǎng)上的資料和我自己做的實(shí)驗(yàn)可以得出結(jié)論：static方法可以被子類繼承，但是不能被子類重寫（覆蓋），但是可以被子類隱藏。（這里意思是說如果父類里有一個(gè)static方法，它的子類里如果沒有對(duì)應(yīng)的方法，那么當(dāng)子類對(duì)象調(diào)用這個(gè)方法時(shí)就會(huì)使用父類中的方法。而如果子類中定義了相同的方法，則會(huì)調(diào)用子類的中定義的方法。唯一的不同就是，當(dāng)子類對(duì)象上轉(zhuǎn)型為父類對(duì)象時(shí)，不論子類中有沒有定義這個(gè)靜態(tài)方法，該對(duì)象都會(huì)使用父類中的靜態(tài)方法。因此這里說靜態(tài)方法可以被隱藏而不能被覆蓋。這與子類隱藏父類中的成員變量是一樣的。隱藏和覆蓋的區(qū)別在于，子類對(duì)象轉(zhuǎn)換成父類對(duì)象后，能夠訪問父類被隱藏的變量和方法，而不能訪問父類被覆蓋的方法）

由上面我們可以得出結(jié)論，如果一個(gè)方法不可被繼承或者繼承后不可被覆蓋，那么這個(gè)方法就采用的靜態(tài)綁定。

java的編譯與運(yùn)行

java的編譯過程是將java源文件編譯成字節(jié)碼（jvm可執(zhí)行代碼，即.class文件）的過程，在這個(gè)過程中java是不與內(nèi)存打交道的，在這個(gè)過程中編譯器會(huì)進(jìn)行語法的分析，如果語法不正確就會(huì)報(bào)錯(cuò)。

Java的運(yùn)行過程是指jvm（java虛擬機(jī)）裝載字節(jié)碼文件并解釋執(zhí)行。在這個(gè)過程才是真正的創(chuàng)立內(nèi)存布局，執(zhí)行java程序。
java字節(jié)碼的執(zhí)行有兩種方式： （1）即時(shí)編譯方式：解釋器先將字節(jié)編譯成機(jī)器碼，然后再執(zhí)行該機(jī)器碼；（2）解釋執(zhí)行方式：解釋器通過每次解釋并執(zhí)行一小段代碼來完成java字節(jié)碼程序的所有操作。（這里我們可以看出java程序在執(zhí)行過程中其實(shí)是進(jìn)行了兩次轉(zhuǎn)換，先轉(zhuǎn)成字節(jié)碼再轉(zhuǎn)換成機(jī)器碼。這也正是java能一次編譯，到處運(yùn)行的原因。在不同的平臺(tái)上裝上對(duì)應(yīng)的java虛擬機(jī)，就可以實(shí)現(xiàn)相同的字節(jié)碼轉(zhuǎn)換成不同平臺(tái)上的機(jī)器碼，從而在不同的平臺(tái)上運(yùn)行）

前面已經(jīng)說了對(duì)于java當(dāng)中的方法而言，除了final，static，private和構(gòu)造方法是前期綁定外，其他的方法全部為動(dòng)態(tài)綁定。
而動(dòng)態(tài)綁定的典型發(fā)生在父類和子類的轉(zhuǎn)換聲明之下：

比如：Parent p = new Children();

其具體過程細(xì)節(jié)如下：

1：編譯器檢查對(duì)象的聲明類型和方法名。

假設(shè)我們調(diào)用x.f(args)方法，并且x已經(jīng)被聲明為C類的對(duì)象，那么編譯器會(huì)列舉出C 類中所有的名稱為f 的方法和從C 類的超類繼承過來的f 方法。

2：接下來編譯器檢查方法調(diào)用中提供的參數(shù)類型。

如果在所有名稱為f 的方法中有一個(gè)參數(shù)類型和調(diào)用提供的參數(shù)類型最為匹配，那么就調(diào)用這個(gè)方法，這個(gè)過程叫做“重載解析”。

3：當(dāng)程序運(yùn)行并且使用動(dòng)態(tài)綁定調(diào)用方法時(shí)，虛擬機(jī)必須調(diào)用同x所指向的對(duì)象的實(shí)際類型相匹配的方法版本。

假設(shè)實(shí)際類型為D(C的子類)，如果D類定義了f(String)那么該方法被調(diào)用，否則就在D的超類中搜尋方法f(String),依次類推。
JAVA 虛擬機(jī)調(diào)用一個(gè)類方法時(shí)（靜態(tài)方法），它會(huì)基于對(duì)象引用的類型(通常在編譯時(shí)可知)來選擇所調(diào)用的方法。相反，當(dāng)虛擬機(jī)調(diào)用一個(gè)實(shí)例方法時(shí)，它會(huì)基于對(duì)象實(shí)際的類型(只能在運(yùn)行時(shí)得知)來選擇所調(diào)用的方法，這就是動(dòng)態(tài)綁定，是多態(tài)的一種。動(dòng)態(tài)綁定為解決實(shí)際的業(yè)務(wù)問題提供了很大的靈活性，是一種非常優(yōu)美的機(jī)制。

與方法不同，在處理java類中的成員變量（實(shí)例變量和類變量）時(shí)，并不是采用運(yùn)行時(shí)綁定，而是一般意義上的靜態(tài)綁定。所以在向上轉(zhuǎn)型的情況下，對(duì)象的方法可以找到子類，而對(duì)象的屬性（成員變量）還是父類的屬性（子類對(duì)父類成員變量的隱藏）。

public class Father { 
  protected String name = "父親屬性"; 
} 
　　 
 
public class Son extends Father { 
  protected String name = "兒子屬性"; 
 
  public static void main(String[] args) { 
    Father sample = new Son(); 
    System.out.println("調(diào)用的屬性：" + sample.name); 
  } 
} 

結(jié)論，調(diào)用的成員為父親的屬性。

這個(gè)結(jié)果表明，子類的對(duì)象(由父類的引用handle)調(diào)用到的是父類的成員變量。所以必須明確，運(yùn)行時(shí)（動(dòng)態(tài)）綁定針對(duì)的范疇只是對(duì)象的方法。

現(xiàn)在試圖調(diào)用子類的成員變量name，該怎么做？最簡(jiǎn)單的辦法是將該成員變量封裝成方法getter形式。
代碼如下：

public class Father { 
  protected String name = "父親屬性"; 
 
  public String getName() { 
    return name; 
  } 
}　　 
 
public class Son extends Father { 
  protected String name = "兒子屬性"; 
 
  public String getName() { 
    return name; 
  } 
 
  public static void main(String[] args) { 
    Father sample = new Son(); 
    System.out.println("調(diào)用的屬性:" + sample.getName()); 
  } 
} 

結(jié)果：調(diào)用的是兒子的屬性

java因?yàn)槭裁磳?duì)屬性要采取靜態(tài)的綁定方法。這是因?yàn)殪o態(tài)綁定是有很多的好處，它可以讓我們?cè)诰幾g期就發(fā)現(xiàn)程序中的錯(cuò)誤，而不是在運(yùn)行期。這樣就可以提高程序的運(yùn)行效率！而對(duì)方法采取動(dòng)態(tài)綁定是為了實(shí)現(xiàn)多態(tài)，多態(tài)是java的一大特色。多態(tài)也是面向?qū)ο蟮年P(guān)鍵技術(shù)之一，所以java是以效率為代價(jià)來實(shí)現(xiàn)多態(tài)這是很值得的。

注：以上內(nèi)容大部分來自互聯(lián)網(wǎng)，小部分是個(gè)人見解，絕非權(quán)威性言論。如有語言表達(dá)不當(dāng)或者表述不正確的地方，萬望指教。

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