为什么不是每个方法都是静态方法？

Question

如果将非static函数复制到具有该方法的每个对象的堆中，那么为什么默认情况下不是Java static中的所有方法都没有？为什么要这样浪费所有的堆内存？

图解说明将有助于我理解这一点。

Answer 1

通常，Java方法是通过每个对象一次将方法复制到堆上而实现的。取而代之的是，通常使用称为v​​irtual function table（或“ vtable”）的东西来实现方法。这个想法是每个方法只有一个副本，无论是静态方法还是非静态方法，并且这些方法的指针都放置在一个表中。然后，堆中的每个对象都会为其对象类型存储指向vtable的指针。这意味着任何堆对象的大小都不取决于该对象拥有的方法的数量。实际上，具有100个方法的对象与具有1个方法的对象具有相同的大小（假设它们具有相同的字段）。每个对象都只存储一个指向其对象类型的vtable的指针，该对象只有一个副本。此优化最初在C ++中用于支持快速虚拟函数，此后已在许多其他面向对象的语言中使用。它允许对象较小，但支持动态分配。

换句话说，方法不必默认为static，因为它们不会增加堆中对象的大小。对于具有更多功能的对象，创建对象不会花费更长的时间，也不会占用更多的堆空间。

这是一些对象的布局的可能示意图（为ASCII艺术表示歉意！）。假设我们有两个类，A和B。然后在内存中，这些类型的对象可能看起来像这样：

   A                      vtable for A
 +-------------+        +---------------+
 | vtable ptr  | --+->  | method one    |
 +-------------+   |    +---------------+
 |             |   |    | method two    |
 | fields of A |   |    +---------------+
 |             |   |    |     ...       |
 +-------------+   |    +----------------
                   |    | method N      |
   A               |    +---------------+
 +-------------+   |
 | vtable ptr  |---+
 +-------------+
 |             |
 | fields of A |
 |             |
 +-------------+

   B                  vtable for B
 +-------------+     +------------+
 | vtable ptr  | --> | method one |
 +-------------+     +------------+
 |             |     | method two |
 | fields of B |     +------------+
 |             |     |    ...     |
 +-------------+     +------------+
                     | method M   |
                     +------------+

注意类型A的两个对象如何共享相同的vtable，以及类型A和B的对象如何仅为其vtable指针使用相同的空间，即使它们具有不同数量的方法。

Answer 2

静态方法无法访问对象的实例成员变量...没有状态，没有OOP。

Answer 3

您的问题是在过程式编程和面向对象的编程之间进行比较。 http://en.wikipedia.org/wiki/Procedural_programming#Comparison_with_object-oriented_programming。面向对象与程序的主要动机是拥有能够自行执行操作的数据结构。

Answer 4

因为如果每个方法都是静态的，java都不是面向对象的。

Answer 5

该方法的代码不在堆栈上，而是在堆的一部分中（永久生成，由垃圾收集器进行特殊处理）。在堆栈上，仅定位方法的局部变量（以及类似的运行时数据，如返回地址）。