1、概述
Java虚拟机规范制定了虚拟机字节码执行引擎的概念模型，本章主要从概念模型层次来探究虚拟机的方法调用和字节码执行。
方法调用中，最核心的，是如何确定调用的方法，也就是方法的分派。
字节码执行过程中，特别重要的一点是执行上下文的切换和信息的交换处理。这需要运行时数据结构的支持，也就是运行时栈帧。
2、运行时栈帧结构
运行时栈帧（Stack Frame）是用于支持虚拟机方法调用和方法执行的数据结构。
它是虚拟机运行时数据区中的虚拟机栈的栈元素。
存储了方法的局部变量表、操作数栈、动态链接和方法返回地址等信息。
方法的调用、执行、返回过程就是栈帧在栈里入栈（创建）、内部信息改变、出栈（销毁）的过程。
在编译过程中，栈帧中的局部变量表的大小、操作数栈的深度就已经确定并记录在了方法的code属性里面了。
对于执行引擎来说，只有栈顶的栈帧（当前栈帧，对应当前方法）是有效的。
1、局部变量表
存放方法参数和方法内部定义的局部变量。
容量以槽（Slot）为最小单位。
虚拟机规范没有规定槽的大小，
只说了每个槽都能存放一个boolean、byte、char、short、int、float、reference、或 returnAddress数据类型。
因此可以说一个Slot可以存放一个32位及以下的数据类型。
64位的数据类型要占用两个Slot（long、double），高位对齐。
reference数据至少要能帮助虚拟机完成两项功能：
1、直接或间接地查找到对象在Java堆中的起始地址；
2、直接或间接地在方法区中查找到对象所属数据类型（对象的元数据）。
局部变量列表中，索引从0开始，第0位存放的是方法隐含的参数this（非static方法）。
其余位置先按参数列表的顺序存放参数，再按局部变量定义的顺序存放局部变量。
局部变量表中的引用会影响到GC的行为，因为它是GC Roots之一。
如果局部变量表中的引用还存在，那么GC就不会清除引用指向的对象。
将对象引用置为null来帮助GC的原理就是手动将局部变量表中对应的的Slot清空。
置null操作意义不大，这通常会被编译器优化掉。。。
最重要的一点！局部变量表不像方法区中的类一样有初始化赋值过程（准备阶段），
因此，没有赋初始值的局部变量是不能使用的。不像类变量一样有系统初始值。
2、操作数栈
操作数栈是方法执行的最基础的支撑。
操作数栈中元素的数据类型要与字节码指令严格匹配，这在编译时会保证，在类校验阶段还要再次验证。
3、动态链接
指向方法区中运行时常量池中该栈帧所属方法的引用，为了支持方法调用过程中的动态链接。
静态解析：在类加载或第一次使用的时候就将符号引用转换为直接引用。
动态链接：在运行期间才转转为直接引用。
4、方法返回地址
正常完成出口：方法正常执行退出
异常完成出口：。。。
方法退出过程就是将当前栈帧出栈，并恢复上层方法的局部变量表和操作数栈，
把返回值压入上层方法的操作数栈中，调整PC的值，指向下一条指令。
5、附加信息
调试信息等。
3、方法调用
方法调用不等同于执行，调用只是确定是哪一个方法（参数、返回值、所属类）。
1、解析
调用目标在编译期就确定，这就是解析调用。
方法能解析的前提：方法在程序运行前就有一个可确定的调用版本，并且该版本在运行期不变。
符合该前提的方法主要包括静态方法和私有方法。
静态方法直接和类关联，私有方法不可访问，因此它们都不可通过继承或其他方式重写。
虚拟机中的方法调用指令：
1、invokespecial：调用构造器<init>，私有方法和父类方法。
2、invokestatic：调用静态方法。
3、invokevritual：调用虚方法
4、invokeinterface：调用接口方法
5、invokedynamic：动态解析调用方法。
只要能够被1、2调用的方法都可以在解析时确定。
4、方法调用-分派
解析调用在编译期完成，是静态的。
分派则可以是静态的也可以是动态的。
按照宗量数又可分为单分派和多分派。（方法接收者与参数统称为方法宗量）
因此，就可组合出：动/静态单/多分派 四种分派方式。
静态分派是重载的虚拟机层面的实现。动态分派是重写的虚拟机层面的实现。
1、静态分派
Human man = new Man();
其中，Human称为变量的静态类型（Apparent Type），Man称为变更量的实际类型（Actual Type）。
静态类型在编译时就可以确定，但是实际类型要在运行时才能确定。
其实，从英文名就很好理解，Apparent Type就是表面上的类型，Actual Type就是实际上的类型。
对于man，在编译时就可以确定它是一个Human类型，但是，他到底是Man还是Woman要等程序运行时才知道。
方法被重载时，是通过静态类型作为方法的选择依据的，因此在编译时就可以选定重载方法。
依据静态类型来定位方法的执行版本的分派就称为静态分派。
所以，静态分派不是虚拟机做的，它是编译期做的。
2、动态分派
既然静态分派是在编译期，那么动态分派就在运行期咯。
void sayHello(Human human){ human.hello(); }
sayHello(man);
sayHello(woman);
对于上述代码，怎么去确定human.hello()要调用的方法呢？
javap 反编译后，发现它们都是由invokevirtual调用的，但是，两个invokevirtual都是指向的Human的hello()。
但是两个执行的方法明显是不同的。
这就是因为invokevirtual指令的多态查找过程：
1、找到操作数栈栈顶的元素指向的对象的实际类型，记为C。
都找到实际类型了，多态不就解决了。
2、在C中查找与invokevirtual指令参数常量描述符和简单名都相符的方法，
找到后，要检查访问权限，权限不通过，则抛出IllegalAccessError异常。
3、否则，到继承链上寻找。
4、否则，抛出AbstractMethodError异常。
可以看出，invokevirtual指令的执行结果是和操作数栈的状态相关的，
还可以看出，调用对象方法时，首先要做的，就是将对象引用入栈。
因此就多态就实现了。
3、单分派和多分派
方法的接收者与方法的参数统称为方法的宗量。根据分派基于多少宗量，可以将分派划分为单分派和多分派。
上面代码中，对 father.Chioce(new Candy())；处代码 编译期选择依据两点：
注意father的类型是可编译时确定的。因此为静态分派。
1、静态类型是Father还是Son；
2、方法参数是Candy还是Fist。
基于两个宗量进行的，因此静态分派属于多分派类型。
对son.Choice(new Candy()); 处调用：
son的类型在编译期无法确定，因此为动态分派。
但是，此时编译器已经指定了方法的参数必须是Candy类型的。
因此，动态分派时只需要确定方法的所属类。
因此，Java的动态分派属于单分派类型。
Java是静态多分派，动态单分派的类型。
4、虚拟机动态分派实现
出于性能考虑，在实现中，为类在方法区中建立了一个虚方法表（Virtual Method Table），
用于invokevirtual指令执行时，直接在该虚方法表中查找方法。
虚方法表中存放着各个方法的实际入口地址，
如果子类没有重写父类方法，那么子类的虚方法表中，该方法指向父类方法的实现入口。
如果子类重写了，就指向子类自己的实现的入口。
为了实现方便，相同签名的方法在子类和父类虚方法表中的索引都一样。
虚方法表一般在类加载的链接阶段初始化，就是在类第一次初始化之后。
为了invokeinterface执行，也建立了接口方法表（Interface Method Table）。
5、动态类型语言支持
动态类型语言可以实现在运行时*地为类绑定字段和方法，这就要求，在进行方法分派时，可以有自己的选择。
但是目前讲到的分派，方法分派时的查找都是规定好了的。
因此，要支持动态类型支持，就要将方法分派的接口分享出来，让我们可以自己去进行分派。
jdk1.7引入了java.lang.invoke包，提供了一种新的动态确定目标方法的机制：
MethodHandle
A method handle is a typed, directly executable reference to an underlying method, constructor, field,
or similar low-level operation, with optional transformations of arguments or return values.
也就是说，除了只能把类作为单独实体来使用，我们可以通过MethodHandle将方法也抽象成一个单独实体。
（虽然也是通过类来实现的。。。）
好了，我们现在能单独使用方法了，但是，还得找到它吧。
这就涉及到怎么确定一个方法：
1、方法所属类
2、方法简单名
3、方法描述符（参数，返回值）
MethodType
A method type represents the arguments and return type accepted and returned by a method handle,
or the arguments and return type passed and expected by a method handle caller.
MethodType封装了对方法描述符的表示。
现在：
1、类可以用类的Class对象表示；
2、方法简单名——字符串
3、方法描述符——MethodType
就可以去找方法了。
MethodHandles类为我们提供了许多根据上述标识找方法的封装。太贴心了。
invokedynamic指令：
同MethodHandle机制一样，只是MethodHandle是上层实现，invokedynamic是底层实现。
每一处invokedynamic指令的位置都被称作动态调用点（Dynamic Call Site）。
CallSite：
A CallSite is a holder for a variable MethodHandle, which is called its target.
An invokedynamic instruction linked to a CallSite delegates all calls to the site's current target.
invokedynamic指令的第一个参数不是CONSTANT_Methodref_info常量，
而是新增的CONSTANT_InvokeDynamic_info。
CONSTANT_InvokeDynamic_info包含三个信息：
1、引导方法；
2、方法类型MethodType
3、方法名称
根据前面分析，方法名称、描述符有了，但是还差方法所属类。所以，引导方法中，应该要提供查找类！
引导方法（Bootstrap Method）：
存放在BootstrapMethods属性中，是有固定参数，并且返回值是java.lang.invoke.CallSite对象的方法。
代表真正要执行的目标方法调用。
根据CONSTANT_InvokeDynamic_info中的信息，虚拟机找到并执行引导方法，得到一个CallSite对象，
最终使用CallSite调用目标方法。
现在有了方法的标识，谁去帮我们找呢？
MethodHandles.Lookup lookup() ：
Returns a Lookup object with full capabilities to emulate all supported bytecode behaviors of the caller.
Lookup对象可以模拟调用的字节码行为。就是它了。
6、 基于栈的字节码解释执行引擎
主要注意，基于操作数栈，数据交换都要经过操作数栈。指令也是针对栈元素进行操作的。
