Java字节码操作'invokevirtual‘不能保持对象继承的方法的一致性

Question

我有以下代码。

public class Parent {

    @Override
    public int hashCode() {
         return 0;
    }

}

public class Child extends Parent {

    public void test() {
        this.toString();
        this.hashCode();
    }

}

正如您在上面的代码中看到的，子代从Object继承toString()，从父代继承hashCode()。Child#test的字节码操作如下。

ALOAD 0: this
INVOKEVIRTUAL Object.toString() : String
ALOAD 0: this
INVOKEVIRTUAL Child.hashCode() : int
RETURN

我认为如果调用Object.toString()，它应该调用Parent.hashCode()来保证一致性。或者，调用Child.hashCode()，则应该调用Child.toString()。

然而，当且仅当目标方法由对象继承时，invokevirtual才不会保持其一致性。

只有在这种情况下，才会调用对象中的虚拟调用方法。对于其他情况，调用当前类中的虚拟调用方法。

我想知道为什么会这样。

Answer 1

编译器的行为不符合逻辑的说法是正确的。但此代码的效果与您建议的两种变体的效果相同。因此，这很可能不是故意的行为，而是编译器代码长期演变的结果。其他编译器可能会产生不同的代码。

Answer 2

根据JVM specification p. 3.7的说法

编译器不知道类实例的内部布局。相反，它会生成对实例方法的符号引用，这些引用存储在运行时常量池中。在运行时解析那些运行时常量池项，以确定实际的方法位置。

这意味着所有这些符号Child.hashCode()仅仅是常量，它们并没有指定JVM调用这些方法的方式。看来，对于toString()方法编译器来说，它知道这个方法在Object类中有它的基本实现，所以它将符号常量放在常量池中的Object类中-这是一种优化，这使得编译器适用于JVM：

  Constant pool:
const #2 = Method   #24.#25;    //  java/lang/Object.toString:()Ljava/lang/String;
...
const #24 = class   #34;    //  java/lang/Object
const #25 = NameAndType #35:#36;//  toString:()Ljava/lang/String;

Answer 3

我的理论是：toString()使用非常频繁，所以javac使用公共的Object.toString()来保存常量池条目。

例如，如果代码包含foo.toString() and bar.toString()，则contant池只需要一个Object.toString，而不是两个条目Foo.toString and Bar.toString

Javac可能对这种优化进行了硬编码，而不是分析代码以确定是否真的需要它。