1. 分派

本节讲解的分派调用过程将会揭示多态性特征的一-些最基本的体现，如“重载”和“重写”在Java虚拟机之中是如何实现的。

1.1. 静态分派

案例：

我们先来看一段代码:

Human man=new Man();

我们把上面代码中的“Human"称为变量的“静态类型”( Static Type)，或者叫“外观类型”(Apparent Type)，后面的“Man”则被称为变量的“实际类型”(Actual Type)或者叫“运行时类型”(Runtime Type)。静态类型和实际类型在程序中都可能会发生变化，区别是静态类型的变化仅仅在使用时发生，变量本身的静态类型不会被改变，并且最终的静态类型是在编译期可知的；而实际类型变化的结果在运行期才可确定，编译器在编译程序的时候并不知道一个对象的实际类型是什么。笔者猜想上面这段话读者大概会不太好理解，那不妨通过一段实际例子来解释，譬如有下面的代码:

//实例类型变化
Human human = (new Random()).nextBoolean()?new Man():new Woman();
​
//静态类型变化
sr.sayHello((Man) human)
sr.sayHello((Woman) human)

对象human的实际类型是可变的，编译期间它完全是个“薛定谔的人”，到底是Man还是Woman,必须等到程序运行到这行的时候才能确定。而human的静态类型是Human，也可以在使用时(如say Hello()方法中的强制转型)临时改变这个类型，但这个改变仍是在编译期是可知的，两次sayHello()方法的调用，在编译期完全可以明确转型的是Man还是Woman。

解释清楚了静态类型与实际类型的概念，我们就把话题再转回到代码清单8-6的样例代码中。main()里面的两次say Hello()方法调用，在方法接收者已经确定是对象“sr”的前提下，使用哪个重载版本，就完全取决于传入参数的数量和数据类型。代码中故意定义了两个静态类型相同，而实际类型不同的变量，但虚拟机(或者准确地说是编译器)在重载时是通过参数的静态类型而不是实际类型作为判定依据的。由于静态类型在编译期可知，所以在编译阶段，Javac编译器就根据参数的静态类型决定了会使用哪个重载版本，因此选择了sayHello(Human)作为调用目标，并把这个方法的符号引用写到main(方法里的两条invokevirtual指令的参数中。

所有依赖静态类型来决定方法执行版本的分派动作，都称为静态分派。静态分派的最典型应用表现就是方法重载。静态分派发生在编译阶段，因此确定静态分派的动作实际上不是由虚拟机来执行的，这点也是为何一些资料选择把它归入“解析”而不是“分派”的原因。

另外还有一点读者可能比较容易混淆:笔者讲述的解析与分派这两者之间的关系并不是二选一的排他关系，它们是在不同层次上去筛选、确定目标方法的过程。例如前面说过静态方法会在编译期确定、在类加载期就进行解析，而静态方法显然也是可以拥有重载版本的，选择重载版本的过程也是通过静态分派完成的。

1.2. 动态分派

动态分派与Java语言多态性的另外一个重要体现——重写(Override)有着很密切的关联。

根据《Java虚拟机规范》invokevirtual指令的运行时解析过程大致分为以下几步：

1)找到操作数栈顶的第一个元素所指向的对象的实际类型，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，则进行访问权限校验，如果通过则返回这个方法的直接引用，查找过程结束;不通过则返回java.lang IlegalAccessError异常。

3)否则，按照继承关系从下往上依次对C的各个父类进行第二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。

正是因为invokevirtual指令执行的第一步就是在运行期确定接收者的实际类型，所以两次调用中的invokevirtual指令并不是把常量池中方法的符号引用解析到直接引用上就结束了，还会根据方法接者的实际类型来选择方法版本，这个过程就是Java语言中方法重写的本质。我们把这种在运行期根据实际类型确定方法执行版本的分派过程称为动态分派。

既然这种多态性的根源在于虚方法调用指令invokevirtual的执行逻辑，那自然我们得出的结论就只会对方法有效，对字段是无效的，因为字段不使用这条指令。事实上，在Java里面只有虚方法存在，字段永远不可能是虚的，换句话说，字段永远不参与多态，哪个类的方法访问某个名字的字段时，该名字指的就是这个类能看到的那个字段。当子类声明了与父类同名的字段时，虽然在子类的内存中两个字段都会存在，但是子类的字段会遮蔽父类的同名字段。

2. 单分派与多分派

方法的接收者与方法的参数统称为方法的宗量，这个定义最早应该来源于著名的《Java与模式》一书。根据分派基于多少种宗量，可以将分派划分为单分派和多分派两种。单分派是根据一个宗量对目标方法进行选择，多分派则是根据多于一个宗量对目标方法进行选择。

在main()里调用了两次hardChoice(方法，这两次hardChoice()方法的选择结果在程序输出中已经显示得很清楚了。我们关注的首先是编译阶段中编译器的选择过程，也就是静态分派的过程。这时候选择目标方法的依据有两点:一是静态类型是Father还是Son，二是方法参数是QQ还是360。这次选择结果的最终产物是产生了两条invokevirtual指令，两条指令的参数分别为常量池中指向Fater:hardChoice(360)及Father::hardChoice(QQ)方法的符号引用。因为是根据两个宗量进行选择，所以Java语言的静态分派属于多分派类型。

再看看运行阶段中虚拟机的选择，也就是动态分派的过程。在执行“son.hardChoice(new QQ)”这行代码时，更准确地说，是在执行这行代码所对应的invokevirtual指令时，由于编译期已经决定目标方法的签名必须为hardChoice(QQ)，虚拟机此时不会关心传递过来的参数“QQ' '到底是“腾讯QQ”还是“奇瑞QQ”，因为这时候参数的静态类型、实际类型都对方法的选择不会构成任何影响，唯一可以影响虚拟机选择的因素只有该方法的接受者的实际类型是Father还是Son。因为只有一个宗量作为选择依据，所以Java语言的动态分派属于单分派类型。

根据上述论证的结果，我们可以总结一句:如今(直至本书编写的Java 12和预览版的Java 13)的Java语言是一门静态多分派、动态单分派的语言。强调“如今的Java语言”是因为这个结论未必会恒久不变，C#在3.0及之前的版本与Java-样是动态单分派语言，但在C#4.0中引入了dynam8ic类型后，就可以很方便地实现动态多分派。JDK 10时Java语法中新出现var关键字，但请读者切勿将其与C#中的dynamic类型混淆，事实上Java的var与C#的var才是相对应的特性，它们与dynamic有着本质的区别:var是在编译时根据声明语句中赋值符右侧的表达式类型来静态地推断类型，这本质是一种语法糖;而dy namic在编译时完全不关心类型是什么，等到运行的时候再进行类型判断。Java语 言中与C#的dynamic类型功能相对接近(只是接近，并不是对等的)的应该是在JDK 9时通过JEP 276引入的jdk. dynalink模块61，使用jdk. dy nalink可以实现在表达式中使用动态类型，Javac编译 器会将这些动态类型的操作翻译为invokedynamic指令的调用点。