java - java接口(interface)是如何在内部实现的？ (虚拟表？)

Question

C++ 有多重继承。汇编级别的多重继承的实现可能相当复杂，但是有很好的descriptions在线了解这通常是如何完成的(vtables、指针修复、thunk 等)。

Java 没有多重实现继承，但它确实有多重接口(interface)继承，所以我不认为每个类只有一个 vtable 的直接实现可以实现这一点。 java内部是如何实现接口(interface)的？

我意识到，与 C++ 不同，Java 是 Jit 编译的，因此不同的代码可能会以不同的方式进行优化，不同的 JVM 可能会做不同的事情。那么，是否有许多 JVM 遵循的一些通用策略，或者是否有人知道特定 JVM 中的实现？

JVM 也经常去虚拟化和内联方法调用，在这种情况下根本不涉及 vtable 或等效项，因此询问实现虚拟/接口(interface)方法调用的实际汇编序列可能没有意义，但我假设大多数 JVM如果它们无法对所有内容进行虚拟化，仍然保留某种类的一般表示以供使用。这个假设是错误的吗？这种表示形式看起来像 C++ vtable 吗？如果是这样，接口(interface)是否有单独的 vtables，它们如何与类 vtables 链接？如果是这样，对象实例是否可以像 C++ 中的对象实例一样具有多个 vtable 指针(指向类/接口(interface) vtable)？对同一对象的类类型和接口(interface)类型的引用是否总是具有相同的二进制值，或者它们是否可以像在需要指针修复的 C++ 中那样不同？

(供引用:this question 询问有关 CLR 的类似问题，this msdn article 中似乎有一个很好的解释，尽管现在可能已经过时了。我无法为 Java 找到类似的东西。 )

编辑:

• 我的意思是“GCC 编译器如何实现整数加法/函数调用/等”的意义上的“实现”，而不是“Java 类 ArrayList 实现 List 接口(interface)”的意义上。
• 我知道这在 JVM 字节码级别是如何工作的，我想知道的是 JVM 在完成加载类文件和编译字节码后会生成什么样的代码和数据结构。

Answer 1

HotSpot JVM 的关键特性是 inline caching .这实际上并不意味着目标方法是内联的，而是意味着假设被放入 JIT 代码中，以后对虚拟或接口(interface)方法的每次调用都将针对相同的实现(即调用站点是单态的)。在这种情况下，一个check 被编译到机器代码中，假设是否真的成立(即是否目标对象的类型与上次相同)，然后转移控制权直接到目标方法 - 根本不涉及虚拟表。如果断言失败，可能会尝试将其转换为超态调用站点(即具有多种可能的类型)；如果这也失败(或者如果它是第一次调用)，则使用 vtables(用于虚拟方法)和 itables(用于接口(interface))执行常规的冗长查找。

编辑:Hotspot Wiki有关 vtable 和 itable stub 的更多详细信息。在多态情况下，它仍然将内联缓存版本放入调用站点。然而，代码实际上是一个在 vtable 或 itable 中执行查找的 stub 。每个 vtable 偏移 (0, 1, 2, ...) 都有一个 vtable stub 。 Interface calls在给定偏移量处查看 itable(如果找到)之前，在 itable 数组上添加线性搜索。