java多态性中如何实现,基于itable, vtable源码分析
在Java实现中我们常使用多态性,在java里主要是通过itable, vtable来实现准确的跳转。
Vtable: 虚拟函数表该类所有函数自有函数(除了static, final)和 父类的函数虚拟表。
结构:
vtableEntry | vtableEntry |vtableEntry...
是以vtableEntry 结构体的数组顺序结构,在每个entry 中保存了所调用的函数的指针
(源码参考klassVtable.hpp)
举个例子:
_invokeinterface调用接口函数
ex. interface A{ method b}
A.b _invokevirtual非private的一些方法_invokespecialprivate,构造器的一些方法,(个人认为可以包含final函数)_invokestaticstatic 方法
如何调用根据前面的分析,我们可以知道
invokeinterface 使用的是itable
invokevitual 使用的是vtable
invokesepical 直接调用不需要转换
invokestatic 直接调用不需要转换
jvm里面查找到正确的函数的方式
如果不是vitual,interface 调用,可以直接用cache->f1取到真实的函数
如果不是的话,
函数可以通过查找Java的栈,能找到具体执行的对象的所对应的class, 而对应的cache->f2 标识的是执行的函数编号。
如果是vitual 查找对应的vtable里的cache->f2 的函数编号, 这就是为什么vtable 首先先复制父对象的table。
如果是interface的调用,则使用itable。首先先遍历到对应的interface, 然后在通过interface 找到cache->f2 函数编号多对应的方法。
举个例子:
interface A { public void a();}class C implements A{public void a(){}}class B { public void test(A x){ x.a(); }}
x.a()的调用是invokeinterface首先通过查找自己的栈,找到传过来的对象是C,然后查找 C的itable, 从itableOffsetEntry开始遍历,找到对应的class的位置,然后通过位移找到itableOffsetEntry对应的第一个itableMethodEntry,根据cache->f2的函数编号,找到对应的itableMethodEntry
具体实现参考 bytecodeInterpreter.cpp
为什么需要itable,而不是用vtable解决所有问题
一个类可以实现多个接口,而每个接口的函数编号是个自己相关的,vtable 无法解决多个对应接口的函数编号问题。而对继承一个类只能继承一个父亲,子类只要包含父类vtable,并且和父类的函数包含部分编号是一致的,就可以直接使用父类的函数编号找到对应的子类实现函数。
性能
接口调用, 多态调用,直接调用的性能也就可以显而易见了,invokeinterface 最慢,invokevitual中,invokespeical最快