对象的实例方法是如何使用和存储的？

Question

让\xe2\x80\x99s 在我的 main 方法中说我有代码行LinkedList<E> myLinkedList = new LinkedList<>()，所以现在我有一个命名myLinkedList1为对象的引用/指针变量（并且构造函数存储在另一个.java文件中自己的 LinkedList 类中，而不是同一个.java文件主要方法在）。

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现在我创建另一个名为 的引用/指针变量myLinkedList2。我使用了方法addLast(E newElement)（这个方法当然是存储在LinkedList类中的），但是我只在on上使用myLinkedList1（所以是这样myLinkedList.addLast(E newElement)），JVM怎么知道只在on上使用这个方法myLinkedList1而不是myLinkedList2在堆上存储的对象方法用它？我以为它们被放在堆栈上。

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Answer 1

内存中的对象包含以下信息：

• 指向该对象所属的实际类的指针。
• 足够的空间容纳所有领域。鉴于java是基于引用的，每个字段最多是64位——它们都是固定大小的，所以这并不复杂。
• 其他与您的问题无关的内容。

至关重要的是，它们根本不包含任何方法。

我以为它们被放在堆栈上。

方法？在堆栈上？这是没有意义的。你一定是被误导了。方法不在堆栈上。它们也不真正在堆中。它们在类定义中作为单例存在，对于任何类仅加载一次。在现代 JVM 上，从技术上讲，它们确实存在于堆中，但最重要的是，它们远离专用于存储对象的堆空间。它们位于专门用于存储类的定义（字节码，或者更确切地说，转换后的字节码、热点字节码等）的堆空间中。无论您创建多少个 LinkedList 实例，都只有一个 LinkedList 类，因此 100 万个 LinkedList 实例仍然意味着您addLast在内存中只存储了一次方法的实际主体内容。是的，addLast是一个实例方法。内存中仍然只有一份副本（与实例字段不同；每个实例都有自己的每个非静态字段的副本）。

任何给定的类对于整个 JVM最多加载一次（为什么要加载多次？这些东西是不变的，这会浪费内存）。类包含所有方法（实例和静态）。

事实上，就方法而言，就 JVM 而言，静态方法和非静态方法没有任何区别。实例方法仅将其“接收者”作为第一个参数 - 例如，String的toLowerCase()方法是一个采用 1 个参数、类型为 的方法String。之间的差异很小：

public String toLowerCase() {
  return this.doTheThing();
}

和

public static String toLowerCase(String in) {
  return in.doTheThing();
}

因此，当您在 java 中编写 时foo.bar();，您会得到 2 个不相关的步骤：首先，javac将其转换为字节码，并将其存储在类文件中。然后，5 天后，在一台完全不同的机器上，有人运行您的类文件，然后 JVM 会看到字节码并运行它。

javac首先尝试bar()通过检查类型来确定您正在调用哪个精确值foo。一旦javac弄清楚了，你最终会得到字节码：

INVOKEVIRTUAL com.pkg.FullTypeOfWhateverFooIsThere :: bar :: ()V

第三位是“签名”（参数类型和返回类型，在 java 中是方法身份的固有部分）。就是这样 - 所有事物的参数都在堆栈上。这一特定方法有一个参数（接收者 - 的实例com.pkg.FullTypeOfWhateverFooIsThere），该参数必须位于堆栈上。javac确保它是真实的。JVM 检查字节码，如果无法确认字节码是否正确，它将拒绝该类文件并返回 VerifierError（除非您手动弄乱字节码或磁盘损坏，否则不会发生这种情况）。

然后，JVM“跟随指针”并检查第一个参数的实际类型是什么，然后找到表示该精确类型的加载类。然后，它检查该类（至少，如果实际类是子类则不会）是否有以签名命名com.pkg.FullTypeOfWhateverFooIsThere的方法。如果找到它，它就会运行它。如果没有，它会在层次结构中向上移动一个类，并继续寻找，直到找到它（它会找到它，否则你的代码一开始就不会编译）。foo()Vfoo::()V

当代码addLast运行时，当该方法开始执行时，堆栈上有两件事：

1. 其实例LinkedList或其某个子类。
2. 对象类型的新元素。（在 JVM 级别，泛型被删除）。

该方法可以很好地完成它的工作；LinkedLists 有存储这些数据的字段，addLast 的代码将与这些字段交互，以便执行其 javadoc 所说的应该执行的操作。具体来说，LinkedList 有一个“head”字段，该字段指向一个节点，该节点包含对该对象（将是列表中的第一个对象）的引用和指向另一个节点的指针。addLast 代码不断循环，获取“下一个指针”，直到下一个指针为空。此时，它创建一个新的 Node 对象，将其“值”设置为堆栈上的第二个对象，然后更新最后访问的节点的“下一个”指针以指向新创建的节点，然后就完成了。

因此：

• JVM“查找”代码所需要做的addLast就是知道要使用哪个方法（在字节码中），以及指向内存中堆栈顶部实际类型的单例“加载类”的指针（嗯，在参数下面）当调用 INVOKEVIRTUAL 命令时，这很容易，因为所有对象都有一个指向它的指针，所以只需查找它即可。这样，JVM就可以执行addLast了。

• 代码addLast需要知道要操作哪个列表，就是......列表。接收者作为第一个参数传递：foo.addLast(elem)最终使用具有firstfoo和then的堆栈进行调用elem。这与具有签名 ( ) 的静态方法没有什么不同addLast(LinkedList<E> list, E elem)- 对此类方法的任何调用在开始执行时都会在堆栈上有 2 个东西（静态方法没有接收器，它们只是在堆栈上有它们的参数）。