Java中的静态绑定和动态绑定
一个Java程序的执行要经过编译和执行（解释）这两个步骤，同时Java又是面向对象的编程语言。当子类和父类存在同一个方法，子类重写了父类的 方法，程序在运行时调用方法是调用父类的方法还是子类的重写方法呢，这应该是我们在初学Java时遇到的问题。这里首先我们将确定这种调用何种方法实现或 者变量的操作叫做绑定。
在Java中存在两种绑定方式，一种为静态绑定，又称作早期绑定。另一种就是动态绑定，亦称为后期绑定。
区别对比
- 静态绑定发生在编译时期，动态绑定发生在运行时
- 使用private或static或final修饰的变量或者方法，使用静态绑定。而虚方法（可以被子类重写的方法）则会根据运行时的对象进行动态绑定。
- 静态绑定使用类信息来完成，而动态绑定则需要使用对象信息来完成。
- 重载(Overload)的方法使用静态绑定完成，而重写(Override)的方法则使用动态绑定完成。
重载方法的示例
这里展示一个重载方法的示例。
public class TestMain {
public static void main(String[] args) {
String str = new String();
Caller caller = new Caller();
caller.call(str);
}
static class Caller {
public void call(Object obj) {
System.out.println("an Object instance in Caller");
}
public void call(String str) {
System.out.println("a String instance in in Caller");
}
}}执行的结果为
:19 $ java TestMaina String instance in in Caller在上面的代码中，call方法存在两个重载的实现，一个是接收Object类型的对象作为参数，另一个则是接收String类型的对象作为参数。 str是一个String对象，所有接收String类型参数的call方法会被调用。而这里的绑定就是在编译时期根据参数类型进行的静态绑定。
验证
光看表象无法证明是进行了静态绑定，使用javap发编译一下即可验证。
:19 $ javap -c TestMainCompiled from "TestMain.java"public class TestMain {
public TestMain();
Code:: aload_0: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."<init>":()V: return
public static void main(java.lang.String[]);
Code:: new #2 // class java/lang/String: dup: invokespecial #3 // Method java/lang/String."<init>":()V: astore_1: new #4 // class TestMain$Caller: dup: invokespecial #5 // Method TestMain$Caller."<init>":()V: astore_2: aload_2: aload_1: invokevirtual #6 // Method TestMain$Caller.call:(Ljava/lang/String;)V: return}看到了这一行
18: invokevirtual #6 // Method TestMain$Caller.call:(Ljava/lang/String;)V
确实是发生了静态绑定，确定了调用了接收String对象作为参数的caller方法。
重写方法的示例
public class TestMain {
public static void main(String[] args) {
String str = new String();
Caller caller = new SubCaller();
caller.call(str);
}
static class Caller {
public void call(String str) {
System.out.println("a String instance in Caller");
}
}
static class SubCaller extends Caller {
@Override
public void call(String str) {
System.out.println("a String instance in SubCaller");
}
}}执行的结果为
:27 $ java TestMaina String instance in SubCaller上面的代码，Caller中有一个call方法的实现，SubCaller继承Caller，并且重写了call方法的实现。我们声明了一个 Caller类型的变量callerSub，但是这个变量指向的时一个SubCaller的对象。根据结果可以看出，其调用了SubCaller的 call方法实现，而非Caller的call方法。这一结果的产生的原因是因为在运行时发生了动态绑定，在绑定过程中需要确定调用哪个版本的call方 法实现。
验证
使用javap不能直接验证动态绑定，然后如果证明没有进行静态绑定，那么就说明进行了动态绑定。
:27 $ javap -c TestMainCompiled from "TestMain.java"public class TestMain {
public TestMain();
Code:: aload_0: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."<init>":()V: return
public static void main(java.lang.String[]);
Code:: new #2 // class java/lang/String: dup: invokespecial #3 // Method java/lang/String."<init>":()V: astore_1: new #4 // class TestMain$SubCaller: dup: invokespecial #5 // Method TestMain$SubCaller."<init>":()V: astore_2: aload_2: aload_1: invokevirtual #6 // Method TestMain$Caller.call:(Ljava/lang/String;)V: return}正如上面的结果，
18: invokevirtual #6 // Method TestMain$Caller.call:(Ljava/lang/String;)V
这里是TestMain$Caller.call而非TestMain$SubCaller.call，因为编译期无法确定调用子类还是父类的实现，所以只能丢给运行时的动态绑定来处理。
当重载遇上重写
下面的例子有点变态哈，Caller类中存在call方法的两种重载，更复杂的是SubCaller集成Caller并且重写了这两个方法。其实这种情况是上面两种情况的复合情况。
下面的代码首先会发生静态绑定，确定调用参数为String对象的call方法，然后在运行时进行动态绑定确定执行子类还是父类的call实现。
public class TestMain {
public static void main(String[] args) {
String str = new String();
Caller callerSub = new SubCaller();
callerSub.call(str);
}
static class Caller {
public void call(Object obj) {
System.out.println("an Object instance in Caller");
}
public void call(String str) {
System.out.println("a String instance in in Caller");
}
}
static class SubCaller extends Caller {
@Override
public void call(Object obj) {
System.out.println("an Object instance in SubCaller");
}
@Override
public void call(String str) {
System.out.println("a String instance in in SubCaller");
}
}}执行结果为
:30 $ java TestMaina String instance in in SubCaller验证
由于上面已经介绍，这里只贴一下反编译结果啦
:30 $ javap -c TestMainCompiled from "TestMain.java"public class TestMain {
public TestMain();
Code:: aload_0: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."<init>":()V: return
public static void main(java.lang.String[]);
Code:: new #2 // class java/lang/String: dup: invokespecial #3 // Method java/lang/String."<init>":()V: astore_1: new #4 // class TestMain$SubCaller: dup: invokespecial #5 // Method TestMain$SubCaller."<init>":()V: astore_2: aload_2: aload_1: invokevirtual #6 // Method TestMain$Caller.call:(Ljava/lang/String;)V: return}好奇问题
非动态绑定不可么？
其实理论上，某些方法的绑定也可以由静态绑定实现。比如
public static void main(String[] args) {
String str = new String();
final Caller callerSub = new SubCaller();
callerSub.call(str);}比如这里callerSub持有subCaller的对象并且callerSub变量为final，立即执行了call方法，编译器理论上通过足够的分析代码，是可以知道应该调用SubCaller的call方法。
但是为什么没有进行静态绑定呢？ 假设我们的Caller继承自某一个框架的BaseCaller类，其实现了call方法，而BaseCaller继承自SuperCaller。SuperCaller中对call方法也进行了实现。
假设某框架1.0中的BaseCaller和SuperCaller
static class SuperCaller {
public void call(Object obj) {
System.out.println("an Object instance in SuperCaller");
}}static class BaseCaller extends SuperCaller {
public void call(Object obj) {
System.out.println("an Object instance in BaseCaller");
}}而我们使用框架1.0进行了这样的实现。Caller继承自BaseCaller，并且调用了super.call方法。
public class TestMain {
public static void main(String[] args) {
Object obj = new Object();
SuperCaller callerSub = new SubCaller();
callerSub.call(obj);
}
static class Caller extends BaseCaller{
public void call(Object obj) {
System.out.println("an Object instance in Caller");
super.call(obj);
}
public void call(String str) {
System.out.println("a String instance in in Caller");
}
}
static class SubCaller extends Caller {
@Override
public void call(Object obj) {
System.out.println("an Object instance in SubCaller");
}
@Override
public void call(String str) {
System.out.println("a String instance in in SubCaller");
}
}}然后我们基于这个框架的1.0版编译出来了class文件，假设静态绑定可以确定上面Caller的super.call为BaseCaller.call实现。
然后我们再次假设这个框架1.1版本中BaseCaller不重写SuperCaller的call方法，那么上面的假设可以静态绑定的call实 现在1.1版本就会出现问题，因为在1.1版本上super.call应该是使用SuperCall的call方法实现，而非假设使用静态绑定确定的 BaseCaller的call方法实现。
所以，有些实际可以静态绑定的，考虑到安全和一致性，就索性都进行了动态绑定。
得到的优化启示？
由于动态绑定需要在运行时确定执行哪个版本的方法实现或者变量，比起静态绑定起来要耗时。
所以在不影响整体设计，我们可以考虑将方法或者变量使用private，static或者final进行修饰。