java语言虽不是动态类型语言，但它具有动态特性，方法重写是java语言动态特性的一个重要因素。本文将从虚拟机层次去理解方法重载和方法重写的实现原理。
一、方法调用
在java语言中，方法调用是程序运行时最普遍、最频繁的操作。方法调用不等同于方法执行。方法调用阶段的唯一任务是确认本调用方法的版本，也就是确定被调用方法的直接引用。
方法调用的过程以编译的Class文件为起点，发生在类加载过程的解析阶段，部分方法调用在程序运行阶段才能完成。
根据方法调用过程的时间不同，可分为解析和分派两类。
关于方法调用的字节码指令有5个：
- invokestatic：调用静态方法
- invokespecial：调用实例构造器<init>方法、私有方法和父类方法。
- invokevirtual：调用所有虚方法
- invokeinterface：调用接口方法，会在运行时再确定一个实现此接口的对象。
- invokedynamic：先在运行时动态解析出调用点限定符所引用的方法，再执行该方法。
1、解析
所有方法调用中的目标方法在Class文件中都是一个常量池中的符号引用，在类加载的解析阶段，会将一部分符号引用转化为直接引用。这类方法在程序运行前就已确定了一个调用版本，并且这个版本在程序运行期间不可变，这类方法调用过程成为“解析”。
只能被invokestatic和invokespecial指令调用的方法，都可以在解析阶段确定唯一的调用版本，符合这一条件的有静态方法、私有方法、实例构造器、父类方法四种。这些方法成为“非虚方法”，其他方法都成为“虚方法”（final方法除外）。
解析调用是一个完全静态的过程，在编译期间就完全确定，在类加载阶段会把所涉及的符号引用全部转化为可确定的直接引用，不会延迟到运行期间去完成。而分派则可能是静态的也可能是动态的。
2、分派
分派也是方法调用的一种重要方法，它分为静态分派和动态分派，分别对应多态性的两种基本体现：重载和重写。
1）静态分派
要理解静态分派，先来看一道关于重载的题目：
public class TestStaticDispatch {
static abstract class Pet{}
static class Dog extends Pet{}
static class Cat extends Pet{}
public void feed(Pet pet){
System.out.println(" feed pet");
}
public void feed(Dog dog){
System.out.println(" feed dog");
}
public void feed(Cat cat){
System.out.println(" feed cat");
}
public static void main(String[] args) {
TestStaticDispatch tsd = new TestStaticDispatch();
Pet dog = new Dog();
Pet cat = new Cat();
tsd.feed(dog);
tsd.feed(cat);
}
}
运行结果：
feed pet
feed pet
在以下这行代码中：Pet dog = new Dog(); “Pet”称为变量的“静态类型”，或者叫“外观类型”，“Dog”称为变量的实际类型，当发生类型变化时，静态类型的变化在编译期可知，而实际类型需要到运行期间才可确定。编译期在编译期间并不知道变量的实际类型是什么，所以java提供强制类型转化的语法。
在代码中，main()方法两次调用feed()方法，方法接受者已确定为“tsd”，在编译阶段，编译期选择参数的静态类型而不是实际类型作为判断依据，来决定使用方法的哪个重载版本。这种依赖静态类型定位方法执行版本的分派动作称为“静态分派”。静态分派的典型应用是方法重载。
重载方法优先级
在java中，有些字面量不需要进行显示的类型定义。如：
import java.io.Serializable;
public class TestOverloadPriority {
public static void sayHello(Object arg){
System.out.println("hello Object");
}
public static void sayHello(int arg){
System.out.println("hello int");
}
public static void sayHello(long arg){
System.out.println("hello long");
}
public static void sayHello(char arg){
System.out.println("hello char");
}
public static void sayHello(Character arg){
System.out.println("hello Character");
}
public static void sayHello(Serializable arg){
System.out.println("hello Serializable");
}
public static void sayHello(char ... arg){
System.out.println("hello char ...");
}
public static void main(String[] args) {
TestOverloadPriority.sayHello('a');
}
}
运行结果：
hello char
参数’a’默认为char类型，所以调用重载方法的sayHello(char arg)方法。如果去掉这个重载方法，
运行结果：
hello int
这时发生了一次自动类型转换，'a’转为十进制数值97，参数类型为int，再去掉这个重载方法，
运行结果：
hello long
int类型可自动类型转换为long类型，再去掉这个重载方法，
运行结果：
hello Character
自动装箱，char类型转化为char的包装类型Character，再去掉这个重载方法，
运行结果：
hello Serializable
java.lang.Character实现了java.lang.Serializable接口，自动转化为Serializable接口类型，再去掉这个重载方法，
运行结果：
hello Object
子类转型为父类，再去掉这个重载方法，
运行结果：
hello char …
可变长参数，优先级最低。
由上面的测试，重载的优先级不言而喻。
注意：静态分派和解析并不是二选一的排他关系。
2、动态分派
动态分派和多态的另一个重要体现：重写，有密切的关联。先看题目:
public class TestDynamicDispatch {
static abstract class Pet{
protected abstract void feed();
}
static class Dog extends Pet{
@Override
protected void feed() {
System.out.println("feed dog");
}
}
static class Cat extends Pet{
@Override
protected void feed() {
System.out.println("feed cat");
}
}
public static void main(String[] args) {
Pet dog = new Dog();
Pet cat = new Cat();
dog.feed();
cat.feed();
dog = new Cat();
dog.feed();
}
}
运行结果：
feed dog
feed cat
feed cat
从结果可以看出，方法重写已经不会再根据变量的静态类型来决定调用方法的版本了，而应该是根据变量的实际类型。这种情况下会用到字节码指令invokevirtual，invokevirtual指令的运行解析过程大致分为以下几个步骤：
- 找到操作数栈顶的第一个元素所指向的对象的实际类型，记做C
- 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，查找结束；如果不通过，则返回java.lang.IllegalAccessError异常。
- 否则，按照继承关系从下往上依次对C的各个父类进行第2步的搜索及验证。
- 如果始终没有找到合适的方法，则抛出java.lang.AbstractMethodError异常。
invokevirtual指令执行的第一步就是在运行期间确定方法接收者的实际类型，也就是把常量池中的符号引用解析道不同的直接引用上，这个过程也就是方法中邪的本质。也就是动态分派的过程。
动态分派的实现与优化
由于动态分派是非常频繁的动作，虚拟机的实际实现会基于性能的考虑，做一些优化手段。最常用的优化手段就是在类的方法区简历一个“虚方法表”，使用虚方法表索引来替代元数据查找以提高性能。
虚方法表中存放着各个方法的实际入口地址。如果子类没有重写父类方法，那么虚方法表里的方法入口都指向父类的方法入口地址。
方法表一般在类加载的连接阶段进行初始化，准备了类的变量初始值后，虚拟机会把该类的方法表也初始化。
不同虚拟机的优化手段可能不同，还有两种比较激进的优化手段:"内联缓存"和“守护内联”。
