JVM学习笔记——Java和JVM在重写语义上的差异

Java和JVM中识别方法的差异

Java在其语义中，通过类名、方法名和方法的参数类型唯一标识方法。

JVM通过类名、方法名和方法描述符（方法的参数类型以及方法的返回类型）唯一标识方法。

差异显而易见。在Java中，若同类、同方法名以及方法参数类型相同，则无法通过编译；而在JVM中还可以通过方法的返回类型区分方法。

Java和JVM中重写的差异

重写的判定基于Java和JVM中识别方法的方式，因此在Java和JVM中的重写语义不相同。如下述代码中，在Java中，DifferenceInOverriding中"invoke"是父类中"invoke"的重写方法，但在JVM中则相反。

public class DifferenceInOverridingSuper {
    public Number invoke() {
        return null;
    }
}

public class DifferenceInOverriding extends DifferenceInOverridingSuper {
    @Override
    public Float invoke() {
        return null;
    }
}

Java和JVM的重写语义不一致，为了统一差异，编译器生成桥接方法来实现Java中的重写语义。为证实这一论点，可编译上述代码，查看桥接方法：

# 编译
javac DifferenceInOverriding.java
# 反编译
javap -v DifferenceInOverriding > difference
vi difference

可以看到两个标明为invoke()的方法，但其中为一个为桥接方法：

  public java.lang.Float invoke();
    descriptor: ()Ljava/lang/Float;
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=1, locals=1, args_size=1
         0: aconst_null
         1: areturn
      LineNumberTable:
        line 4: 0

  public java.lang.Number invoke();
    descriptor: ()Ljava/lang/Number;
    flags: ACC_PUBLIC, ACC_BRIDGE, ACC_SYNTHETIC // ACC_BRIDGE即说明为桥接方法
    Code:
      stack=1, locals=1, args_size=1
         0: aload_0
         1: invokevirtual #2                  // Method invoke:()Ljava/lang/Float;
         4: areturn
      LineNumberTable:
        line 1: 0

可以看到一行"1: invokevirtual #2 // Method invoke:()Ljava/lang/Float;"，为了证实此处的注释，可翻到该文件头部的常量池（摘取部分）：

Constant pool:
   #1 = Methodref          #4.#14         // DifferenceInOverridingSuper."<init>":()V
   #2 = Methodref          #3.#15         // DifferenceInOverriding.invoke:()Ljava/lang/Float;
   #3 = Class              #16            // DifferenceInOverriding
   #9 = Utf8               invoke
   #10 = Utf8               ()Ljava/lang/Float;
   #15 = NameAndType        #9:#10         // invoke:()Ljava/lang/Float;
   #16 = Utf8               DifferenceInOverriding

可以看到这里的“#2”符号引用指向了"#3.#15"，解析得调用了返回Float类型的DifferenceInOverriding#invoke，可理解为：

return this.invoke();

总结

Java和JVM中重写的前提是子类定义了父类中非私有、非静态的同名方法。除了Java中的类名、方法名和方法的参数类型，JVM还可以通过方法返回类型来标识一个方法，由此Java和JVM重写语义不一致，编译器生成桥接方法来统一语义上的差异。