JVM虚拟机栈中关于方法的调用

在JVM中，将符号引用转换为调用方法的直接引用与方法的绑定机制有关。

静态链接与动态链接

静态链接：当一个字节码文件被装载进JVM内部时，如果被调用的目标方法在编译期可知，且运行期保持不变时，这种情况下将调用方法的符号引用转换为直接引用的过程称之为静态链接。

动态链接：如果被调用的方法在编译期无法被确定下来，也就是说，只能够在程序运行期将调用方法的符号引用转换为直接引用，由于这种引用转换过程具备动态性，因此也就被称之为动态链接。

对应的方法的绑定机制：早期绑定和晚期绑定

早期绑定：早期绑定就是指被调用的目标方法如果在编译期可知，其运行期保持不变时，即可将这个方法与所属的类型进行绑定，这样就明确了被调用的目标方法究竟是哪一个，因此也就可以使用静态链接的方式将符号引用转换为调用方法的直接引用。

晚期绑定：如果被调用的方法在编译期无法被确定下来，只能够在程序运行期根据实际的类型绑定相关的方法，这种绑定方式也就被被称之为晚期绑定。举例说明，如下图，狗和猫这两个类都分别继承了Animal类和Huntable接口，然后在AnimalTest中去使用animal的eat方法以及huntable的hunt方法，此时就表现为晚期绑定，因为其实现类是在运行时才确定的。

虚方法与非虚方法

如果方法在编译期就确定了具体的调用版本，这个版本在运行时是不可变的，这样的方法就成为非虚方法。静态方法、私有方法、final方法、实例构造器、父类方法都是非虚方法，其他方法都是虚方法。

虚拟机中提供了一下几条方法调用指令。

普通调用指令：

       1. invokestatic：调用静态方法，解析阶段确定唯一方法版本。

       2.invokespecial：调用方法、私有以及父类方法，解析阶段确定唯一方法版本。

       3.invokevirtual：调用所有虚方法（如果方法声明中有final，不能被子类重写，我们认为是非虚方法，显式调用是invokespecial，非显式是用invokevirtual）。

       4.invokeinterface：调用接口方法。

动态调用指令：

5.invokedynamic:动态解析出需要调用的方法，然后执行。

前四条指令固化在虚拟机内部，方法的调用执行不可人为干预，而invokedynamic指令则支持有用户确定方法版本。其中，invokespecial指令和invokestatic指令调用的方法称为非虚方法，其余的（final修饰的除外）称为虚方法。

Java7才加入invokedynamic指令，是为了实现“动态类型语言”支持而做的一种改进，知道Java8的Lambda表达式的出现，invokedynamic指令才有了直接地生成方式。

动态类型语言和静态类型语言

方法重写的本质

1. 找到操作数栈栈顶的第一个元素所执行的对象的实际类型，记作C。
2. 如果在类型C中找到与常量中的描述符和简单名称都相符的方法，则进行访问权限的校验，如果通过则返回这个方法 的直接引用，如果不通过，则返回java.lang.IllegalAccessError异常（违法访问错误。当一个应用试图访问、修改某个类的域（Field）或者调用其方法，但是又违反域或方法的可见性声明，则抛出该异常）。
3. 否则，按照继承关系从下往上以此对C的各个父类进行第2步的搜索和验证过程。
4. 如果始终没有找到合适的方法，则抛出java.lang.AbstractMethodError异常。

虚方法表

基于对方法重写本质的理解，又知道，在面向对象的编程中，会很频繁地用到动态分派（invokedynamic），如果每次都要重新在类的方法 元数据中搜索合适的目标的话就可能影响到执行效率，因此，为了提高心梗，JVM采用在类的方法区建立一个虚方法表（非虚方法不会出现在表中）来实现。使用索引表来代替查找。

每个类都有一个虚方法表，表中存着各个方法的实际入口。

虚方法是会在类加载的链接阶段（解析）被创建并开始初始化，类的变量初始值准备完成之后，JVM会把该类的方法表也初始化完毕。看下面图片举的例子，son继承自father类，father继承自Object，father和son中都重写了hardChoice和hardChoice 方法，实际在实现过程中，未被重写的方法都是直接指向Object，比如说son.toString()未被重写过，那直接指向Object，而不是一层层的，先到father，再到Object，重写过的方法，在虚方法表中都是指向自己数据类型（左右两个分别是Father和Song的虚方法表）。