Spring之从桥接方法到JVM方法调用解读

目录前言桥接方法什么时候会出现桥接方法？为什么需要桥接方法？总结前言之所以写这么一篇文章是因为在Spring中，经常会出现下面这种代码//判断是否是桥接方法，如果是的话就返回这个方法BridgeMe...

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前言

之所以写这么一篇文章是因为在Spring中，经常会出现下面这种代码

// 判断是否是桥接方法，如果是的话就返回这个方法
BridgeMethodResolver.findBridgedMethod(specificMethod)；

这些代码对我之前也造成了不小疑惑，在彻底弄懂后通过本文分享出来，也能减少大家在阅读代码过程中的障碍！

桥接方法

什么时候会出现桥接方法？

第一种情况：方法重写的时候子父类方法返回值不一致导致

public class Parent {
    public Number get(Number number){
        System.out.println("parent's method invoke");
        return 1;
    }
}

public class Son extends Parent {
    // 这里对父类的方法进行了重写，但是返回值类型跟父类中不一样，父类中的返回值类型为Number,子类中的返回值类型为Integer，Integer是Number的子类
    @Override
    public Integer get(Number number) {
        System.out.println("son's method invoke");
        return 2;
    }
}

public class PMain {
    public static void main(String[] args) {
        Son son = new Son();
        Method[] declaredMethods = son.getClass().getDeclaredMethods();
        for (int i = 0; i < declaredMethods.length; i++) {
            Method declaredMethod = declaredMethods[i];
            String methodName = declaredMethod.getName();
            Class<?> returnType = declaredMethod.getReturnType();
            Class<?> declaringClass = declaredMethod.getDeclaringClass();
            boolean bridge = declaredMethod.isBridge();
            System.out.print("第" + (i+1) + "个方法名称：" + methodName + "，方法返回值类型：" + returnType + "  ");
            System.out.print(bridge ? " 是桥接方法" : " 不是桥接方法");
            System.out.println("  这个方法是在"+declaringClass.getSimpleName()+"上申明的");
        }
    }
}

// 程序打印如下：
第1个方法名称：get，方法返回值类型：class Java.lang.Integer   不是桥接方法  这个方法是在Son上申明的
第2个方法名称：get，方法返回值类型：class java.lang.Number   是桥接方法  这个方法是在Son上申明的

可以看到在上面的例子中Son类中就出现了桥接方法。

看到上面的代码的执行结果，大家肯定会有这么两个疑问

有这些疑问没关系，我们带着疑问往下看。

如果你认真看了上面的代码，你应该就会知道上面例子的特殊之处在于：

子类对父类的方法进行了重写，并且子类方法中的返回值类型跟父类方法的返回值类型不一样！！！！

那么到底是不是这个原因导致的呢？我们不妨将上面例子中Son类的代码更改如下：

public class Son extends Parent {
//    @Override
//    public Integer get(Number number) {
//        System.out.println("son's method invoke");
//        return 2;
//    }

    @Override
    public Number get(Number number) {
        System.out.println("son's method invoke");
        return 2;
    }
}
// 运行结果
第1个方法名称：get，方法返回值类型：class java.lang.Number   不是桥接方法  这个方法是在Son上申明的

再次运行代码，会发现，桥接方法不见了，也只能看到一个方法。

那么到现在我们就基本能确定了是因为重写的时候子父类方法返回值不一致导致出现了桥接方法。

第二种情况：子类重写了父类中带有泛型的方法

参考链接：https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/generics/bridgeMethods.html#bridgeMethods

public class Node<T> {

    public T data;

    public Node(T data) { this.data = data; }

    public void setData(T data) {
        System.out.println("Node.setData");
        this.data = data;
    }
}

public class MyNode extends Node<Integer> {

    public MyNode(Integer data) { super(data); }

    @Override
    public void setData(Integer data) {
        System.out.println("MyNode.setData");
        super.setData(data);
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyNode mn = new MyNode(5);
        Method[] declaredMethods = mn.getClass().getDeclaredMethods();
        for (int i = 0; i < declaredMethods.length; i++) {
            Method declaredMethod = declaredMethods[i];
            String methodName = declaredMethod.getName();
            Class<?>[] parameterTypes = declaredMethod.getParameterTypes();
            Class<?> declaringClass = declaredMethod.getDeclaringClass();
            boolean bridge = declaredMethod.isBridge();
            System.out.print("第" + (i + 1) + "个方法名称：" + methodName + "，参数类型：" + Arrays.toString(parameterTypes) + "  ");
            System.out.print(bridge ? " 是桥接方法" : " 不是桥接方法");
            System.out.println("  这个方法是在" + declaringClass.getSimpleName() + "上申明的");
        }
    }
}

// 运行结果：
第1个方法名称：setData，参数类型：[class java.lang.Integer]   不是桥接方法  这个方法是在MyNode上申明的
第2个方法名称：setData，参数类型：[class java.lang.Object]   是桥接方法  这个方法是在MyNode上申明的

看完上面的代码可能你的问题又来了

这些问题基本跟第一种情况的问题一样，所以不要急，我们还是往下看

上面例子的特殊之处在于，子类重写父类中带有泛型参数的方法。实际上子类重写父类带有泛型返回值的方法也会出现上面这种情况，比如，我们将代码改成这样

public class Node<T> {

    public T data;

    public Node(T data) {
        this.data = data;
    }

    public void setData(T data) {
        System.out.println("Node.setData");
        this.data = data;
    }
// 新增一个getData方法，返回值为泛型T
    public T getData() {
        System.out.println("Node.getData");
        return this.data;
    }
}

public class MyNode extends Node<Integer> {

    public MyNode(Integer data) { super(data); }

    @Override
    public void setData(Integer data) {
        System.out.println("MyNode.setData");
        super.setData(data);
    }

    // 子类对新增的那个方法进行复写
    @Override
    public Integer getData() {
        System.out.println("MyNode.getData");
        return super.getData();
    }
}
// 程序运行结果
第1个方法名称：setData，参数类型：[class java.lang.Object]   是桥接方法  这个方法是在MyNode上申明的
第2个方法名称：setData，参数类型：[class java.lang.Integer]   不是桥接方法  这个方法是在MyNode上申明的
第3个方法名称：getData，参数类型：[]   是桥接方法  这个方法是在MyNode上申明的
第4个方法名称：getData，参数类型：[]   不是桥接方法  这个方法是在MyNode上申明的

可以发现，又出现了一个桥接方法。

为什么需要桥接方法？

接下来回牵涉到一些JVM的知识，希望大家能耐心看完哦。

我一直认为最好的学习方式是带着问题去学习，但是在这个过程中你可能又会碰到新的问题，那么怎么办呢？

坚持，就是最好的办法，再难的事情不过也就是打怪升级！

在上面我们探究什么时候会出现桥接方法时，应该能感觉到，桥接方法的出现都是要满足下面两个条件才会出现

当满足了上面两个条件时，编译器会自动为我生成桥接方法，因为编译的后文件是交由JVM执行的，生成的这个桥接方法肯定就是为了JVM进行方法调用时服务的，我们不妨大胆猜测，在这种情况下，是因为JVM在进行方法调用时，没有办法满足我们的运行时多态，所以生成了桥接方法。要弄清楚这个问题，我们还是要从JVM的方法调用说起。

JVM是怎么调用方法的？

我们应该知道，JVM要执行一个方法时必定需要先找到那个方法，对计算机而言，就是要定位到方法所在的内存地址。

那么JVM是如何定位到方法所在内存呢？

我们知道JVM所执行的是class文件，我们的.java文件会经过编译生成class文件后才能被JVM执行。

如图所示：

因为目前我们关注的是方法的调用，所以对class文件的具体结构我们就不做过多分析了，我们主要就看看常量池跟方法表。

常量池

常量池中主要保存下面三类信息

方法表%20

对于常量池跟方法表我们不做过多介绍，这两个随便一个拿出来都能写一篇文章，对于阅读本文而言，你只需要知道它们保存了上面的这些信息即可。如果大家感兴趣的话，推荐阅读周志明老师的《深入理解Java虚拟机》

字节码分析

接下来我们就通过一段字节码的分析来看看JVM到底是如何调用方法的，这里就以我们前文中第一个例子中的代码来进行分析。java代码如下：

public Integer get(Number number)  {

    return 2;
}

 public java.lang.Integer get(java.lang.Number);
    descriptor: (Ljava/lang/Number;)Ljava/lang/Integer;
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=1, locals=2, args_size=2
         0: iconst_2
         1: invokestatic  #2                  // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;
         4: areturn
      LineNumberTable:
        line 13: 0
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0       5     0  this   Lcom/dmz/spring/java/Son;
            0       5     1 number   Ljava/lang/Number;

  public java.lang.Number get(java.lang.Number);
    descriptor: (Ljava/lang/Number;)Ljava/lang/Number;
// 看到这个ACC_BRIDGE的标记了吗，代表它就是桥接方法
    // ACC_SYNTHETIC，代表是编译器生成的，编译器生成的方法不一定是桥接方法，但是桥接方法一定是编译器生成的
// ACC_PUBLIC不用说了吧
    flags: ACC_PUBLIC, ACC_BRIDGE, ACC_SYNTHETIC
    Code:
      stack=2, locals=2, args_size=2
         0: aload_0
         1: aload_1
         // 这一步看到了吗？调用了那个被桥接的方法，也就是我们真正定义的重写的方法
         2: invokevirtual #3                  // Method get:(Ljava/lang/Number;)Ljava/lang/Integer;
         5: areturn
      LineNumberTable:
        line 8: 0
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0       6     0  this   Lcom/dmz/spring/java/Son;