同程面試：說下多態(tài)的實(shí)現(xiàn)原理？
前段時間朋友去同程旅行面試，被問到了一個看似簡單，實(shí)則“有點(diǎn)東西”的問題：“了解多態(tài)的實(shí)現(xiàn)原理嗎？”，所以今天我們就來聊一聊這個問題。
和朋友的聊天截圖：
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為了保護(hù)朋友隱私，所以這里只把咱們今天討論的問題展示給大家，如果有需要整個面試題的，可以單獨(dú)找我獲取：gg_stone【備注：同程】
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1.回答誤區(qū)
多態(tài)是面向?qū)ο缶幊讨械囊粋€重要特性，它主要是通過方法重寫和方法重載來實(shí)現(xiàn)的。
但如果你面試的時候，給面試官說多態(tài)的實(shí)現(xiàn)原理是“方法重寫和重載”，那你多半就涼涼了。因?yàn)椤胺椒ㄖ貙懞头椒ㄖ剌d”是多態(tài)的實(shí)現(xiàn)方式，但并不是它的實(shí)現(xiàn)原理。
2.什么是多態(tài)？
多態(tài)是面向?qū)ο缶幊讨械囊粋€重要概念，它允許通過父類類型的引用變量來引用子類對象，并在運(yùn)行時根據(jù)實(shí)際對象的類型來確定調(diào)用哪個方法。換句話說，一個對象可以根據(jù)不同的情況表現(xiàn)出多種形態(tài)。
通過多態(tài)，我們可以利用父類類型的引用變量來指向子類對象，并根據(jù)實(shí)際對象的類型調(diào)用對應(yīng)的方法。這樣可以在不修改現(xiàn)有代碼的情況下，動態(tài)地切換和擴(kuò)展對象的行為。
多態(tài)有以下幾個特點(diǎn)和優(yōu)勢：
- 可替換性：子類對象可以隨時替代父類對象，向上轉(zhuǎn)型。
- 可擴(kuò)展性：通過添加新的子類，可以擴(kuò)展系統(tǒng)的功能。
- 接口統(tǒng)一性：可以通過父類類型的引用訪問子類對象的方法，統(tǒng)一對象的接口。
- 代碼的靈活性和可維護(hù)性：通過多態(tài)，可以將代碼編寫成通用的、松耦合的形式，提高代碼的可維護(hù)性。
3.實(shí)現(xiàn)原理
要了解多態(tài)的實(shí)現(xiàn)原理，需要先了解兩個概念：動態(tài)綁定和虛擬方法調(diào)用。
3.1 動態(tài)綁定
動態(tài)綁定（Dynamic Binding）：指的是在編譯時，Java 編譯器只能知道變量的聲明類型，而無法確定其實(shí)際的對象類型。而在運(yùn)行時，Java 虛擬機(jī)（JVM）會通過動態(tài)綁定來解析實(shí)際對象的類型。這意味著，編譯器會推遲方法的綁定（即方法的具體調(diào)用）到運(yùn)行時。正是這種動態(tài)綁定機(jī)制，使得多態(tài)成為可能。
3.2 虛擬方法調(diào)用
虛擬方法調(diào)用（Virtual Method Invocation）：在 Java 中，所有的非私有、非靜態(tài)和非 final 方法都是被隱式地指定為虛擬方法。虛擬方法調(diào)用是在運(yùn)行時根據(jù)實(shí)際對象的類型來確定要調(diào)用的方法的機(jī)制。當(dāng)通過父類類型的引用變量調(diào)用被子類重寫的方法時，虛擬機(jī)會根據(jù)實(shí)際對象的類型來確定要調(diào)用的方法版本，而不是根據(jù)引用變量的聲明類型。
3.3 實(shí)現(xiàn)原理綜述
所以，多態(tài)的實(shí)現(xiàn)原理主要是依靠“動態(tài)綁定”和“虛擬方法調(diào)用”，它的實(shí)現(xiàn)流程如下：
- 創(chuàng)建父類類型的引用變量，并將其賦值為子類對象。
- 在運(yùn)行時，通過動態(tài)綁定確定引用變量所指向的實(shí)際對象的類型。
- 根據(jù)實(shí)際對象的類型，調(diào)用相應(yīng)的方法版本。
以上就是多態(tài)的實(shí)現(xiàn)原理。
小結(jié)
面向?qū)ο蟮奶卣鳎悍庋b、繼承和多態(tài)，其中多態(tài)的面試問題最多，而多態(tài)的實(shí)現(xiàn)原理看似簡單，實(shí)在需要了解 JVM 層面的一些知識（動態(tài)綁定和虛擬方法調(diào)用）才能回答好，所以這也側(cè)面說明了一個問題，想要拿到好的 Offer 和薪資，一定要提前準(zhǔn)備才行。
