概述

Java 虚拟机 (JVM) 是 Java 语言的核心组件之一，负责执行 Java 字节码。在 JVM 中，invoke 指令用于执行方法调用。本文将详细介绍 JVM 设计的五个 invoke 指令，包括它们的作用和应用场景。

invoke 指令概览

JVM 设计了五个 invoke 指令，分别是：

• invokespecial
• invokevirtual
• invokestatic
• invokeinterface
• invokedynamic

1. invokespecial

invokespecial 用于调用实例初始化方法（构造函数）、私有方法或父类方法。它不支持动态分派，而是根据编译期确定的方法进行调用。
示例代码：

package org.hbin.invoke;

/**
 * @author Haley
 * @version 1.0
 * 2024/8/23
 */
public class InvokeSpecialTest extends ParentObject{

    private void test() {
        // 调用构造方法
        new Object();
        new InvokeSpecialTest();

        // 调用私有方法
        privateMethod();

        // 调用父类方法
        super.doSomeThing();
    }

    private void privateMethod() {}
}

class ParentObject {
    void doSomeThing() {}
}

2. invokevirtual

invokevirtual 用于调用实例方法，它支持动态分派，即在运行时根据实际对象类型来决定调用哪个方法。这是最常用的 invoke 指令之一。
示例代码：

package org.hbin.invoke;

/**
 * @author Haley
 * @version 1.0
 * 2024/8/23
 */
public class InvokeNormalMethodTest {

    public static void main(String[] args) {
        // 调用toString
        new Object().toString();
        InvokeNormalMethodTest instance = new InvokeNormalMethodTest();

        // 调用test1和test2
        instance.test1();
        instance.test2(1);
    }

    void test1() {}

    public int test2(int num) {
        return 0;
    }

    public int test2(int num1, int num2) {
        return 0;
    }
}

3. invokestatic

invokestatic 用于调用静态方法。它同样不支持动态分派，而是根据编译期确定的方法进行调用。
示例代码：

package org.hbin.invoke;

/**
 * @author Haley
 * @version 1.0
 * 2024/8/23
 */
public class InvokeStaticMethodTest {

    public static void main(String[] args) {
        add(1);
        add(Integer.valueOf(1));
        add(1, 2);
    }

    public static void add(int num) {}

    public static void add(Integer a) {}

    public static void add(int a, int b) {}
}

4. invokeinterface

invokeinterface 用于调用接口方法。它支持动态分派，并且支持查找实现类中的默认方法。
示例代码：

package org.hbin.invoke;

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;

/**
 * @author Haley
 * @version 1.0
 * 2024/8/23
 */
public class InvokeInterfaceTest {

    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        Map<String, String> map = new HashMap<>();

        list.add("a");
        map.put("a", "1");
    }
}

5. invokedynamic

invokedynamic 是一个相对较新的指令，引入于 Java 7。它用于支持动态类型语言的调用约定，允许在运行时动态解析方法引用，并支持动态生成的类和方法。常用于lambda表达式、反射、CGLib、ASM或其他动态语言scala、Kotlin等场景。
示例代码：

package org.hbin.invoke;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * @author Haley
 * @version 1.0
 * 2024/8/23
 */
public class InvokeDynamicTest {

    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();

        list.forEach(e -> {});
        list.stream().map(x -> x.trim());
        Runnable r = () -> {};
    }
}

总结

invoke 指令在 JVM 中扮演着至关重要的角色，它们负责执行方法调用。理解这些指令的作用和应用场景对于深入理解 Java 字节码和 JVM 的工作原理非常重要。