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深入理解JVM中的方法表_多态查找的具体实现过程

P粉602998670

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发布时间:2026-02-26 05:35:19

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来源于php中文网

原创

方法表是hotspot vm中每个类(非接口)的klass持有的哈希表,以方法签名为键、method指针为值,仅用于invokevirtual/invokeinterface的符号解析;不参与栈帧调用,查的是接收者实际类型的方法表,并沿继承链向上查找。

深入理解jvm中的方法表_多态查找的具体实现过程

方法表在JVM里到底存什么

方法表(MethodTable)不是Java源码里的概念,而是HotSpot VM内部对类元数据的组织方式——它本质是一张以方法签名(name + descriptor)为键、指向Method*指针的哈希表,用于快速定位虚方法实现。

注意:它不参与字节码执行时的栈帧调用,只服务于invokevirtualinvokeinterface指令的符号解析阶段。真正决定“调哪个方法”的,是运行时查这张表+类型检查+继承链遍历的组合逻辑。

  • 每个Klass*(类元数据)持有一个MethodTable,但接口类没有,只有实现类有
  • MethodTable大小在类加载时固定,不可扩容;冲突过多会退化为线性查找,影响多态分派性能
  • 静态方法、私有方法、构造器不进方法表,它们走的是直接调用(invokespecial)路径

invokevirtual怎么靠方法表找对方法

invokevirtual指令执行时,JVM先从操作数栈顶拿到对象引用,再通过其Klass*找到对应的方法表,然后用当前调用点的符号引用(如"java/lang/Object.toString()Ljava/lang/String;")查表。

关键点在于:查的是**接收者实际类型**的方法表,不是编译时类型。所以哪怕变量声明为Object o = new ArrayList(),查的仍是ArrayListMethodTable

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  • 如果表中没命中,说明该类没重写这个方法,JVM会沿super_klass链向上查,直到java/lang/Object
  • 如果查到的是abstract方法(比如接口默认方法未被覆盖),会抛AbstractMethodError
  • 方法表查不到+继承链走到头还没结果 → IncompatibleClassChangeError(常见于热替换后旧方法签名残留)

为什么final方法不走方法表查找

final方法(含privatestatic<init></init>)在字节码层面就绑定到具体Method*地址,编译期就能确定目标,跳过运行时方法表查找。

这不只是优化——更是语义要求:final意味着不可重写,也就不存在“多态分派”一说。JVM连方法表都懒得去翻,直接生成硬编码跳转。

  • javacfinal实例方法仍生成invokevirtual指令,但JIT编译时会内联或转成invokespecial
  • 子类里声明同名final方法不算重写,而是独立方法;父类final方法在子类方法表里根本不会出现
  • 反射调用final方法时,走的是统一的Reflection::invoke_method路径,绕过方法表逻辑

看方法表内容得用HSDB或jhsdb,别信jstack

jstack只显示线程栈和锁信息,完全不暴露方法表结构。jhsdb jmap --histo也只统计对象数量。真要看某个类的方法表内容,必须进HotSpot调试环境。

实操路径:启动JVM加-XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -XX:+PrintAssembly(可选),用jhsdb hsdb attach后,在Klass视图里展开method_table字段,点开每个Method*name_and_sigaccess_flags

  • 方法表项顺序≠源码声明顺序,也不等于vtable索引,它是哈希散列后的布局
  • 同一个方法签名在不同子类的方法表里,Method*地址一定不同(除非是继承未重写的父类方法)
  • 动态代理生成的类(如$Proxy1)方法表里只有hashCode/toString/equals和接口方法,没有InvocationHandler字段——那是实例对象的数据部分
方法表本身不存储继承关系,也不缓存查找结果;每次invokevirtual都是现场查+沿继承链爬。最容易被忽略的是:方法表大小在类加载时固化,一旦填满就降级为O(n)查找——而这个“满”的阈值(默认32)没法调,只能靠减少无意义的重载或拆分大类来缓解。

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