动态绑定

计算机术语

动态绑定是指在执行期间（非编译期）判断所引用对象的实际类型，根据其实际的类型调用其相应的方法。程序运行过程中，把函数（或过程）调用与响应调用所需要的代码相结合的过程称为动态绑定。

简介

把一个方法与其所在的类/对象关联起来叫做方法的绑定。绑定分为静态绑定（前期绑定）和动态绑定（后期绑定）。静态绑定（前期绑定）是指在程序运行前就已经知道方法是属于那个类的，在编译的时候就可以连接到类的中，定位到这个方法。动态绑定（后期绑定）是指在程序运行过程中，根据具体的实例对象才能具体确定是哪个方法。

静态绑定发生于数据结构和数据结构间，程序执行之前。静态绑定发生于编译期，因此不能利用任何运行期的信息。它针对函数调用与函数的主体，或变量与内存中的区块。动态绑定则针对运行期产生的访问请求，只用到运行期的可用信息。在面向对象的代码中，动态绑定意味着决定哪个方法被调用或哪个属性被访问，将基于这个类本身而不基于访问范围。

C++中动态绑定

定义

c++中动态绑定是将一个过程调用与相应代码链接起来的行为。是指与给定的过程调用相关联的代码，只有在运行期才可知的一种绑定，他是多态实现的具体形式。

实现原理

C++中，通过基类的引用或指针调用虚函数时，发生动态绑定。引用（或指针）既可以指向基类对象也可以指向派生类对象，这一事实是动态绑定的关键。用引用（或指针）调用的虚函数在运行时确定，被调用的函数是引用（或指针）所指对象的实际类型所定义的。

C++中动态绑定是通过虚函数实现的。而虚函数是通过一张虚函数表（virtualtable）实现的。这个表中记录了虚函数的地址，解决继承、覆盖的问题，保证动态绑定时能够根据对象的实际类型调用正确的函数。

在C++的标准规格说明书中说到，编译器必需要保证虚函数表的指针存在于对象实例中最前面的位置（这是为了保证正确取到虚函数的偏移量）。这意味着我们通过对象实例的地址得到这张虚函数表，然后就可以遍历其中函数指针，并调用相应的函数。

缺点

1.动态绑定在函数调用时需要在虚函数表中查找，所以性能比静态函数调用稍低。

2.通过基类类型的指针访问派生类自己的虚函数将发生错误。

Java动态绑定

动态绑定（后期绑定）是指：在程序运行过程中，根据具体的实例对象才能具体确定是哪个方法。

动态绑定是多态性得以实现的重要因素，它通过方法表来实现：每个类被加载到虚拟机时，在方法区保存元数据，其中，包括一个叫做方法表（methodtable）的东西，表中记录了这个类定义的方法的指针，每个表项指向一个具体的方法代码。如果这个类重写了父类中的某个方法，则对应表项指向新的代码实现处。从父类继承来的方法位于子类定义的方法的前面。

我们假设Fatherft=newSon();ft.say();Son继承自Father，重写了say()。

编译

我们知道，向上转型时，用父类引用执行子类对象，并可以用父类引用调用子类中重写了的同名方法。但是不能调用子类中新增的方法。

在代码的编译阶段，编译器通过声明对象的类型（即引用本身的类型）在方法区中该类型的方法表中查找匹配的方法（最佳匹配法：参数类型最接近的被调用），如果有则编译通过。（这里是根据声明的对象类型来查找的，所以此处是查找Father类的方法表，而Father类方法表中是没有子类新增的方法的，所以不能调用。）

编译阶段是确保方法的存在性，保证程序能顺利、安全运行。

运行

ft.say()调用的是Son中的say()，这里就是动态绑定机制的真正体现。

编译阶段在声明对象类型的方法表中查找方法，只是为了安全地通过编译（也为了检验方法是否是存在的）。而在实际运行这条语句时，在执行Fatherft=newSon();这一句时创建了一个Son实例对象，然后在ft.say()调用方法时，JVM会把刚才的son对象压入操作数栈，用它来进行调用。而用实例对象进行方法调用的过程就是动态绑定：根据实例对象所属的类型去查找它的方法表，找到匹配的方法进行调用。我们知道，子类中如果重写了父类的方法，则方法表中同名表项会指向子类的方法代码；若无重写，则按照父类中的方法表顺序保存在子类方法表中。故此：动态绑定根据对象的类型的方法表查找方法是一定会匹配（因为编译时在父类方法表中以及查找并匹配成功了，说明方法是存在的。这也解释了为何向上转型时父类引用不能调用子类新增的方法：在父类方法表中必须先对这个方法的存在性进行检验，如果在运行时才检验就容易出危险——可能子类中也没有这个方法）。

区分

程序在JVM运行过程中，会把类的类型信息、static属性和方法、final常量等元数据加载到方法区，这些在类被加载时就已经知道，不需对象的创建就能访问的，就是静态绑定的内容；需要等对象创建出来，使用时根据堆中的实例对象的类型才进行取用的就是动态绑定的内容。

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