虚拟表/调度表

Question

根据我对CPP的了解，每个类都有自己的vtable。

然而，这维基百科链接提到：

对象的调度表将包含对象的动态绑定方法的地址。方法调用是通过从对象的调度表中获取方法的地址来执行的。分派表对于属于同一类的所有对象都是相同的，因此通常在它们之间共享。

有人能给我点光吗。

谢谢！

Answer 1

有时用一个例子更容易理解：

class PureVirtual {
   public:
       virtual void methodA() = 0;
       virtual void methodB() = 0;
};

class Base : public PureVirtual {
   public:
        virtual void methodA();
        void methodC();
   private:
        int x;
 };

 class Derived : public Base {
    public:
         virtual void methodB();
    private:
         int y;
 };

因此，给定一个派生类型的对象，它可能如下所示：

                         ------------
 Known offset for vtable |  0xblah  | -------> [Vtable for type "Derived"]
                         ------------
 Known offset for x      |  3       |
                         ------------
 Known offset for y      |  2       |
                         ------------

将Vtable用于类型“派生”，如下所示：

                            ------------
 Known offset for "methodA" | 0xblah1   | ------> methodA from Base
                            -------------
 Known offset for "methodB" | 0xblah2   | ------> methodB from Derived
                            -------------

注意，由于"methodC“不是虚拟的，所以它根本不在vtable中。还请注意，派生的类的所有实例都有一个指向同一个共享vtable对象的vtable指针(因为它们具有相同的类型)。

虽然C++和Java的实现略有不同，但这些想法并不是不兼容的。从概念的角度来看，Java方法的关键区别在于，除非声明为“最终”，否则Java方法是“虚拟的”。在C++中，必须显式地指定关键字“虚拟”，才能使函数位于vtable中。任何不在vtable中的内容都将使用编译时类型而不是对象的运行时类型进行分派。

Answer 2

是的，编译器和运行时对虚拟方法的处理方式不同。

：默认情况下，java中的所有方法都是虚拟的。这意味着任何方法在继承中使用时都可以被重写，除非该方法被声明为最终或静态方法。

从VM规范，

Java虚拟机不要求对象的任何特定内部结构。书签声明:在Sun的一些Java虚拟机实现中，对类实例的引用是指向句柄的指针，句柄本身是一对指针:一个指向包含对象方法的表和一个指向表示对象类型的class对象的指针，另一个指向从堆为对象数据分配的内存。

C++ :

每当将类成员函数声明为虚拟函数时，编译器就会在内存中创建一个虚拟表，其中包含在该类中声明为虚拟的所有函数指针。这就启用了运行时多态性(即在运行时查找所需的函数)。虚拟函数表在对象中还有一个指向vtable的附加指针。由于这个附加指针和vtable增加了对象的大小，所以类设计器需要明智地声明函数为虚。

调用基对象指针上的方法时的事件顺序是：

• 获取vtable指针(此vtable指针指向vtable的开头)。
• 使用偏移量获取vtable中的函数指针。

通过vtable指针间接调用函数。

Answer 3

每个具有虚拟函数的类(即在Java中只是‘每个类’)都有自己的vtable。每个对象都隐藏了对其类vtable的引用。因此，同一类的对象具有相同的引用。

在调用虚拟方法时，编译器通常会进行查找：

obj.method(args);

被翻译成

obj.vtable[idx_method](obj, args);

有时，如果编译器可以推断出特定类型的对象，它可以发出静态调用而不是虚拟调用。所以，代码

MyObject obj(ctor_args);
....
obj.method(args);

可以翻译成

MyObject_method(obj, args);

通常比虚拟调用执行得更快。