【JVM 重要了解】class类文件中方法调用涉及的一些概念（简单名称、描述符、全限定名、方法句柄和方法类型、动态调用方法、符号引用）

最新推荐文章于 2024-08-29 10:31:48 发布

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本文详细介绍了JVM中关于类文件方法调用的相关概念，包括简单名称、全限定名、描述符、方法句柄、方法类型、动态调用方法、符号引用以及动态调用点。通过具体的示例和源码解析，帮助读者理解这些概念在Java程序执行过程中的作用和应用场景。

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一二中的概念如图展示：

package com.study.method;

public class TestClass {

    private int x;
    
    public int addResult() {
        return x+1;
    }
}

一、简单名称

没有类型和参数修饰的方法或字段名称
比如整形变量x和方法addResult。

二、全限定名

一个类的全限定名是将类全名的.全部替换为/
例如com/study/method/TestClass

三、描述符

如下图，这里贴上官方文档：

https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/jvms-4.html

在这里插入图片描述

以上来自简书https://www.jianshu.com/p/8b33361a5a3f

四、方法句柄和方法类型

Java7中为间接调用方法引入了新的api，即方法句柄。
方法句柄中包含两个重要的类，MethodHandle和MethodType.

MethodType用来描述方法的返回值类型以及入参类型。
MehodHandle包含一个指向Method对象（方法在jvm内部的对等体）的指针。

而MehodHandle对象有2个重要方法invoke和invokeExact.
invokeExtract要求更加精确

MethodHandle获得的方法引用，并不能突破访问权限本身的限制，比如private方法，就不能在类外被使用，这一点不如反射。
通过句柄调用方法示例（来源：https://blog.youkuaiyun.com/wulianzhazha/article/details/78815647）：

public class TestUtil {

    public static void main(String[] args) throws Throwable{
        //声明定义方法的签名，参数为返回值类型、参数类型
        MethodType methodType = MethodType.methodType(void.class, String.class);
        //声明定义方法句柄，通过lookup对象得到方法句柄，参数为方法所在的类、方法的名称、所匹配的方法签名
        MethodHandle methodHandle = methodHandle = MethodHandles.lookup().findVirtual(Hello.class, "sayHello", methodType);
        //调用底层方法
        methodHandle.invoke(Hello.class.newInstance(), "Test");
    }

}

class Hello {
    public void sayHello(String str) {
        System.out.println("SayHello Method.."+str);
    }
}

执行结果：
在这里插入图片描述
如果MehodHandle取得的是父类方法句柄的指针，然后调用时，第一个参数（也就是调用方）是子类的话，invokestactic会失败（也就是说它其实还要求mehodhandle所属的Class对象与调用方实例是一个类型）。
而invoke不会做这个检查，也就是说即使句柄是父类的方法句柄，如果调用方是子类实例的话，它实际运行时会调用子类相应的覆盖的方法

五、动态调用方法

动态调用的方法：a.getClass().getMethod(str, new Class[]{}).invoke(a, new Object[]{})

a是类的对象
通过getClass()获取该类对象
getMethod(str, new Class[]{})得到的是a对象中名为str，并且不带参数的方法。如果要带参数，比如下面的String 和 int，那就是getMethod(str, new Class[]{String.class,int.class})
invoke(a,new Object[]{})调用方法，第一个参数是要调用这个方法的对象，如果方法是static的，这个参数可以为null

如果调用有参数的方法str(String s, int i),应该这样写invoke(a,new Object[]{“content”, 1})

来源（https://blog.youkuaiyun.com/jiangeeq/article/details/78899797）

public class TestUtil {
    private static TestUtil movingInvokeTest = new TestUtil();


    public void do_test(String str,int i) throws Exception {
        if(i == 0)
        movingInvokeTest.getClass().getMethod(str, new Class[]{}).invoke(movingInvokeTest, new Object[]{});
      else if(i == 1)
        movingInvokeTest.getClass().getMethod(str, new Class[]{String.class}).invoke(movingInvokeTest, new Object[]{"s"});
      else if(i == 2)
        movingInvokeTest.getClass().getMethod(str, new Class[]{String.class,int.class}).invoke(movingInvokeTest, new Object[]{"qw",1});
    }

    /*

     * 下面是3个方法

     */

    public void speak()

    {

        System.out.println("调用的没有参数的方法");

    }
    public void speak(String s)
    {
        System.out.println("调用有一个参数的方法,参数为:"+s);
    }
    public void speak(String s,int i)
    {
        System.out.println("调用有两个参数的方法,参数为,参数为:"+s+"和" +i);
    }


    public static void main(String[] args) throws Exception
    {

        movingInvokeTest.do_test("speak",1);
    }

}

不同输入的测试结果，分别是i为0，1，2时的结果
在这里插入图片描述

六、符号引用

在这里插入图片描述
比如这一句
ps.println(“hello world”); //ps为PrintStream对象
Java语言在编译期间就已将println(String)方法完整的符号引用（本例中为一项CONSTANT_InterfaceMethodref_info常量）生成出来

如上，当作为方法调用的参数存储到class文件中时，就是这个格式。
在JDK7之前的字节码指令集中，方法调用指令的第一个参数都是被调用方法的符号引用

七、动态调用点

涉及 invokedynamic指令，篇幅较长，这里不多作解释。
每一处含有invokedynamic指令的位置都被称作“动态调用点（Dynamically-Computed Call Site）”，这条指令的第一个参数不再是代表方法符号引用的CONSTANT_Methodref_info常量，而是变为JDK 7时新加入的CONSTANT_InvokeDynamic_info常量，从这个新常量中可以得到3项信息：引导方法（Bootstrap Method，该方法存放在新增的BootstrapMethods属性中）、方法类型（MethodType）和名称。引导方法是有固定的参数，并且返回值规定是java.lang.invoke.CallSite对象，这个对象代表了真正要执行的目标方法调用。根据CONSTANT_InvokeDynamic_info常量中提供的信息，虚拟机可以找到并且执行引导方法，从而获得一个CallSite对象，最终调用到要执行的目标方法上。