Java 基础：动态代理、多态原理

RESTful API 调用很多人都在用 Retrofit，说到 Retrofit 就不得不提动态代理，虽然这不是它唯一的亮点，而且也不是动态代理的典型使用场景，但大家就是爱问：说说动态代理是怎么回事吧？Retrofit 的解析请见 拆轮子系列：拆 Retrofit。

动态代理的原理

看过源码之后其实很简单，就是一句话： 运行时生成实现类（代理类）的字节码，对其所有的方法调用都转发到 invocation handler 的 invoke 方法，在 invoke 方法中执行额外的逻辑。代理类的生成有个缓存优化（比较复杂，不展开）。

为什么说 Retrofit 对动态代理的使用并非典型场景呢？通常来说代理类（无论是手写的静态代理，还是动态生成的代理）都只是做些额外的工作，比例进行权限检查、相关初始化，实际工作还是由委托类（被代理的类）完成，但 Retrofit 实际上没有委托类，我们只负责定义接口，所有的工作都由动态生成的代理完成。所以说并非动态代理的典型场景。

接下来再问几个问题：

• 对接口方法的调用是怎么一步步实际执行到 invoke 的？
• 虚函数表，运行时多态，编译时多态？
• Java 的虚函数表存在哪里的？

当然这些问题可能很多人不会问，但我还是想聊一聊。

多态的原理

多态通常可以分为两种：编译时多态和运行时多态。其实在 Java 里面，还有一个类似的分类：重载（overload）和重写（override）。可以认为编译时多态等于重载，运行时多态等于重写。

编译时多态指的就是函数名相同，但是参数列表不同。例如 int add(int a, int b) 和 float add(float a, float b)，在代码编译的时候就可以知道调用的是哪个版本，怎么确定的？参数列表呀！因为函数版本在编译时确定，所以称为编译时多态。

运行时多态则是指虚函数的多态，父类和子类、不同子类的实现不一样。这里就不举例了，Java 里面绝大多数方法都是虚函数，除了构造函数、final、private、static 函数（final 比较特殊）。而在 C++ 中，只有用 virtual 关键字修饰的方法才是虚函数。由于我们可以把子类对象赋值给父类引用，所以到底应该执行父类的版本还是子类的版本，编译期无法确定，必须在运行时查看这个对象的实际类型，然后再调用这个类型的版本。这种运行时的查找机制，就叫运行时多态。

知道一个对象的具体类型之后，怎么确定应该执行哪个函数版本呢？我们会有一个查找表，里面记录着每个函数名实际函数体的地址，知道一个对象的具体类型之后，就拿到了它的这个查找表，所以就知道应该执行哪个函数版本了。这个查找表就叫虚函数表。

那 Java 的虚函数表存在哪里呢？

这是 JVM 实现细节。但我们按逻辑推断，可以存在 class 对象那里。一个对象包含三部分信息，虚函数表、类型信息、对象特定信息，前两者同一个类的所有对象都共享，所以可以放在 class 对象那里。