多态的实现原理是什么？

前段时间朋友去面试，被问到了一个看似简单，实则“有点东西”的问题：“了解多态的实现原理吗？”，所以今天我们就来聊一聊这个问题。

1.回答误区

多态是面向对象编程中的一个重要特性，它主要是通过方法重写和方法重载来实现的。

但如果你面试的时候，给面试官说多态的实现原理是“方法重写和重载”，那你多半就凉凉了。因为“方法重写和方法重载”是多态的实现方式，但并不是它的实现原理。

2.什么是多态？

多态是面向对象编程中的一个重要概念，它允许通过父类类型的引用变量来引用子类对象，并在运行时根据实际对象的类型来确定调用哪个方法。换句话说，一个对象可以根据不同的情况表现出多种形态。

通过多态，我们可以利用父类类型的引用变量来指向子类对象，并根据实际对象的类型调用对应的方法。这样可以在不修改现有代码的情况下，动态地切换和扩展对象的行为。

多态有以下几个特点和优势：

1. 可替换性：子类对象可以随时替代父类对象，向上转型。
2. 可扩展性：通过添加新的子类，可以扩展系统的功能。
3. 接口统一性：可以通过父类类型的引用访问子类对象的方法，统一对象的接口。
4. 代码的灵活性和可维护性：通过多态，可以将代码编写成通用的、松耦合的形式，提高代码的可维护性。

3.实现原理

要了解多态的实现原理，需要先了解两个概念：动态绑定和虚拟方法调用。

3.1 动态绑定

动态绑定（Dynamic Binding）：指的是在编译时，Java 编译器只能知道变量的声明类型，而无法确定其实际的对象类型。而在运行时，Java 虚拟机（JVM）会通过动态绑定来解析实际对象的类型。这意味着，编译器会推迟方法的绑定（即方法的具体调用）到运行时。正是这种动态绑定机制，使得多态成为可能。

3.2 虚拟方法调用

虚拟方法调用（Virtual Method Invocation）：在 Java 中，所有的非私有、非静态和非 final 方法都是被隐式地指定为虚拟方法。虚拟方法调用是在运行时根据实际对象的类型来确定要调用的方法的机制。当通过父类类型的引用变量调用被子类重写的方法时，虚拟机会根据实际对象的类型来确定要调用的方法版本，而不是根据引用变量的声明类型。

3.3 实现原理综述

所以，多态的实现原理主要是依靠“动态绑定”和“虚拟方法调用”，它的实现流程如下：

1. 创建父类类型的引用变量，并将其赋值为子类对象。
2. 在运行时，通过动态绑定确定引用变量所指向的实际对象的类型。
3. 根据实际对象的类型，调用相应的方法版本。

以上就是多态的实现原理。

小结

面向对象的特征：封装、继承和多态，其中多态的面试问题最多，而多态的实现原理看似简单，实在需要了解 JVM 层面的一些知识（动态绑定和虚拟方法调用）才能回答好，所以这也侧面说明了一个问题，想要拿到好的 Offer 和薪资，一定要提前准备才行。