虚函数表,又称 virtual method table (VMT), virtual function table, virtual call table, dispatch table, vtable, or vftable。是一种用于支持 dynamic dispatch (或称为run-time method binding)的机制。而 动态转发 则是实现多态中重要一环——方法重写——的重要机制。
考虑下面代码:
class Super { void test() {} } class Derived extends Super { void test() { } } Super s = ...; s.test();
s.test()
所调用的是 Super#test()
还是 Derived#test()
在编译期是无法知道,因为 s
指向的真正类型可能是Super也可能是Derived,那么 s.test()
到底调用那个类的test方法只能在运行时知道,那么是如何知道的呢?答案是依靠vtable。
每个类都有一张vtable,vtable里记录了每个虚方法(PS. 在Java中除static、 <init>
、 <clinit>
、final method之外的都是虚方法)的偏移量及内存地址。父类的vtable的内容会在子类vtable中复制一份,并且保持相同的偏移量,方法的内存地址则要看子类是否覆盖了父类方法而定。下面是vtable布局大致概念:
Object vtable
offset | method | addr |
---|---|---|
0 | toString() | addr-1 |
1 | hashcode() | addr-2 |
Super vtable
offset | method | addr |
---|---|---|
0 | toString() | addr-1 |
1 | hashcode() | addr-2 |
2 | test() | addr-3 |
Derived vtable
offset | method | addr |
---|---|---|
0 | toString() | addr-1 |
1 | hashcode() | addr-2 |
2 | test() | addr-4 |
可以看到Super虽然没有覆盖Object类的 toString()
、 hashcode()
,但是其vtable中依然有这两个函数,且偏移量和地址与Object vtable一样。Derived的 test()
方法偏移量与Super的 test()
方法偏移量一样,但是地址不同,因为Derived覆盖了 test()
方法。
当 s.test()
时做了这么几件事情:
s test()
所以虚方法的调用要比直接调用多了几个步骤,对于性能是有损失的。
那么能够想到的优化方法是记录 Derived#test()
方法的偏移量,那么当下一次调用的时候就变成了:
s Derived#test()