前一段时间看了《深入理解JVM》第三部分虚拟机执行子系统的内容，看到了重载与重写在JVM层面的调用原理（详见8.3 方法调用一节），但是没有写成博客总结一下，这里讨论讨论。在讨论过程中，难免会涉及到 字节码指令 相关的内容，这部分内容请查看博文： 由常量池 运行时常量池 String intern方法想到的（二）之class文件及字节码指令 。
结论
1.重载（overload）方法
对重载方法的调用主要看静态类型，静态类型是什么类型，就调用什么类型的参数方法。
2.重写（override）方法
对重写方法的调用主要看实际类型。实际类型如果实现了该方法则直接调用该方法，如果没有实现，则在继承关系中从低到高搜索有无实现。
3.
java文件的编译过程中不存在传统编译的连接过程，一切方法调用在class文件中存放的只是符号引用，而不是方法在实际运行时内存布局中的入口地址。
基本概念
1.静态类型与实际类型，方法接收者
Human man = new Man();
man.foo();
上面这条语句中，man的静态类型为Human，实际类型为Man。所谓方法接收者，就是指将要执行foo()方法的所有者（在多态中，有可能是父类Human的对象，也可能是子类Man的对象）。
2.字节码的方法调用指令
（1）invokestatic：调用静态方法
（2）invokespecial：调用实例构造器方法，私有方法和父类方法。
（3）invokevirtual：调用所有的虚方法。
（4）invokeinterface：调用接口方法，会在运行时再确定一个实现此接口的对象。
（5）invokedynamic：先在运行时动态解析出调用点限定符所引用的方法，然后再执行该方法。
前2条指令（invokestatic, invokespecial），在类加载时就能把符号引用解析为直接引用，符合这个条件的有静态方法、实例构造器方法、私有方法、父类方法这4类，这4类方法叫非虚方法。
非虚方法除了上面静态方法、实例构造器方法、私有方法、父类方法这4种方法之外，还包括final方法。虽然final方法使用invokevirtual指令来调用，但是final方法无法被覆盖，没有其他版本，无需对方法接收者进行多态选择，或者说多态选择的结果是唯一的。
重载overload
上面说的静态类型和动态类型都是可以变化的。静态类型发生变化（强制类型转换）时，对于编译器是可知的，即编译器知道对象的最终静态类型。而实际类型变化（对象指向了其他对象）时，编译器是不可知的，只有在运行时才可知。
//静态类型变化
sr.sayHello((Man) man);
sr.sayHello((Woman) man);
//实际类型变化
Human man = new Man();
man = new Woman();
重载只涉及静态类型的选择。
测试代码如下：
/**
* Created by fan on 2016/3/28.
*/
public class StaticDispatcher {
static class Human {}
static class Man extends Human {}
static class Woman extends Human {}
public void sayHello(Human human) {
System.out.println("Hello guy!");
}
public void sayHello(Man man) {
System.out.println("Hello man!");
}
public void sayHello(Woman woman) {
System.out.println("Hello woman!");
}
public static void main(String[] args) {
StaticDispatcher staticDispatcher = new StaticDispatcher();
Human man = new Man();
Human woman = new Woman();
staticDispatcher.sayHello(man);
staticDispatcher.sayHello(woman);
staticDispatcher.sayHello((Man)man);
staticDispatcher.sayHello((Woman)man);
}
}先看看执行结果：
由此可见，当静态类型发生变化时，会调用相应类型的方法。但是，当将Man强制类型转换成Woman时，没有编译错误，却有运行时异常。“classCastException”类映射异常。
看看字节码指令：
javap -verbose -c StaticDispatcher
public static void main(java.lang.String[]);
Code:
Stack=2, Locals=4, Args_size=1
0: new #7; //class StaticDispatcher
3: dup
4: invokespecial #8; //Method "<init>":()V
7: astore_1
8: new #9; //class StaticDispatcher$Man
11: dup
12: invokespecial #10; //Method StaticDispatcher$Man."<init>":()V
15: astore_2
16: new #11; //class StaticDispatcher$Woman
19: dup
20: invokespecial #12; //Method StaticDispatcher$Woman."<init>":()V
23: astore_3
24: aload_1
25: aload_2
26: invokevirtual #13; //Method sayHello:(LStaticDispatcher$Human;)V
29: aload_1
30: aload_3
31: invokevirtual #13; //Method sayHello:(LStaticDispatcher$Human;)V
34: aload_1
35: aload_2
36: checkcast #9; //class StaticDispatcher$Man
39: invokevirtual #14; //Method sayHello:(LStaticDispatcher$Man;)V
42: aload_1
43: aload_2
44: checkcast #11; //class StaticDispatcher$Woman
47: invokevirtual #15; //Method sayHello:(LStaticDispatcher$Woman;)V
50: return看到，在强制类型转换时，会有指令checkCast的调用，而且invokevirtual指令的调用方法也发生了变化39: invokevirtual #14; //Method sayHello:(LStaticDispatcher$Man;)V 。
虚拟机（准确说是编译器）在重载时是通过参数的静态类型而不是实际类型作为判定依据的。
对于字面量类型，编译器会自动进行类型转换。转换的顺序为：
char-int-long-float-double-Character-Serializable-Object
转换成Character是因为发生了自动装箱，转换成Serializable是因为Character实现了Serializable接口。
重写override
测试代码如下：
/**
* Created by fan on 2016/3/29.
*/
public class DynamicDispatcher {
static abstract class Human {
protected abstract void sayHello();
}
static class Man extends Human {
@Override
protected void sayHello() {
System.out.println("Man say hello");
}
}
static class Woman extends Human {
@Override
protected void sayHello() {
System.out.println("Woman say hello");
}
}
public static void main(String[] args) {
Human man = new Man();
Human woman = new Woman();
man.sayHello();
woman.sayHello();
man = new Woman();
man.sayHello();
}
}执行结果：
看下字节码指令：
public static void main(java.lang.String[]);
Code:
Stack=2, Locals=3, Args_size=1
0: new #2; //class DynamicDispatcher$Man
3: dup
4: invokespecial #3; //Method DynamicDispatcher$Man."<init>":()V
7: astore_1
8: new #4; //class DynamicDispatcher$Woman
11: dup
12: invokespecial #5; //Method DynamicDispatcher$Woman."<init>":()V
15: astore_2
16: aload_1
17: invokevirtual #6; //Method DynamicDispatcher$Human.sayHello:()V
20: aload_2
21: invokevirtual #6; //Method DynamicDispatcher$Human.sayHello:()V
24: new #4; //class DynamicDispatcher$Woman
27: dup
28: invokespecial #5; //Method DynamicDispatcher$Woman."<init>":()V
31: astore_1
32: aload_1
33: invokevirtual #6; //Method DynamicDispatcher$Human.sayHello:()V
36: return从字节码中可以看到，他们调用的都是相同的方法invokevirtual #6; //Method DynamicDispatcher$Human.sayHello:()V ，但是执行的结果却显示调用了不同的方法。因为，在编译阶段，编译器只知道对象的静态类型，而不知道实际类型，所以在class文件中只能确定要调用父类的方法。但是在执行时却会判断对象的实际类型。如果实际类型实现这个方法，则直接调用，如果没有实现，则按照继承关系从下往上一次检索，只要检索到就调用，如果始终没有检索到，则抛异常（难道能编译通过）。
（1）测试代码如下：
/**
* Created by fan on 2016/3/29.
*/
public class Test {
static class Human {
protected void sayHello() {
System.out.println("Human say hello");
}
protected void sayHehe() {
System.out.println("Human say hehe");
}
}
static class Man extends Human {
@Override
protected void sayHello() {
System.out.println("Man say hello");
}
// protected void sayHehe() {
// System.out.println("Man say hehe");
// }
}
static class Woman extends Human {
@Override
protected void sayHello() {
System.out.println("Woman say hello");
}
// protected void sayHehe() {
// System.out.println("Woman say hehe");
// }
}
public static void main(String[] args) {
Human man = new Man();
man.sayHehe();
}
}测试结果如下：
字节码指令：
public static void main(java.lang.String[]);
Code:
Stack=2, Locals=2, Args_size=1
0: new #2; //class Test$Man
3: dup
4: invokespecial #3; //Method Test$Man."<init>":()V
7: astore_1
8: aload_1
9: invokevirtual #4; //Method Test$Human.sayHehe:()V
12: return字节码指令与上面代码的字节码指令没有本质区别。
（2）测试代码如下：
/**
* Created by fan on 2016/3/29.
*/
public class Test {
static class Human {
protected void sayHello() {
}
}
static class Man extends Human {
@Override
protected void sayHello() {
System.out.println("Man say hello");
}
protected void sayHehe() {
System.out.println("Man say hehe");
}
}
static class Woman extends Human {
@Override
protected void sayHello() {
System.out.println("Woman say hello");
}
protected void sayHehe() {
System.out.println("Woman say hehe");
}
}
public static void main(String[] args) {
Human man = new Man();
man.sayHehe();
}
}编译时报错：
这个例子说明了：Java编译器是基于静态类型进行检查的。
修改上面错误代码，如下所示：
/**
* Created by fan on 2016/3/29.
*/
public class Test {
static class Human {
protected void sayHello() {
System.out.println("Human say hello");
}
// protected void sayHehe() {
// System.out.println("Human say hehe");
// }
}
static class Man extends Human {
@Override
protected void sayHello() {
System.out.println("Man say hello");
}
protected void sayHehe() {
System.out.println("Man say hehe");
}
}
static class Woman extends Human {
@Override
protected void sayHello() {
System.out.println("Woman say hello");
}
protected void sayHehe() {
System.out.println("Woman say hehe");
}
}
public static void main(String[] args) {
Man man = new Man();
man.sayHehe();
}
}注意在Main方法中，改成了Man man = new Man();
执行结果如下所示：
字节码指令如下所示：
public static void main(java.lang.String[]);
Code:
Stack=2, Locals=2, Args_size=1
0: new #2; //class Test$Man
3: dup
4: invokespecial #3; //Method Test$Man."<init>":()V
7: astore_1
8: aload_1
9: invokevirtual #4; //Method Test$Man.sayHehe:()V
12: return注意上面的字节码指令invokevirtual #4; //Method Test$Man.sayHehe:()V 。
结束语
本文讨论了一下重载与重写的基本原理，查看了相关的字节码指令，下篇博文 java方法调用之单分派与多分派（二）讨论下单分派与多分派。
可以再看看这篇博文 java方法调用之动态调用多态（重写override）的实现原理——方法表（三）
参考资料
- 周志明 《深入理解JAVA虚拟机》
转载：https://blog.csdn.net/fan2012huan/article/details/50999777