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java多态性中怎么实现,基于itable, vtable源码分析

2013-03-25 
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itabl

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

 

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