Различия между ранним и поздним связыванием в Java

Чтобы выяснить, в чем состоит различие между ранним (статическим) и поздним (динамическим) связыванием в Java, нужно сначала понять, что такое это самое связывание. Связывание означает наличие связи между ссылкой и кодом. Например, переменная, на которую вы ссылаетесь, привязана к коду, в котором она определена. Аналогично, вызываемый метод привязан к месту в коде, где он определен. Существует два типа связывания методов в языке Java: ранее связывание (его ещё называют статическим) и позднее (соответственно, динамическое) связывание. Вызов метода в Java означает, что этот метод привязывается к конкретному коду или в момент компиляции, или во время выполнения, при запуске программы и создании объектов. Можно понять из названия, статическое связывание носит более статический характер, так как происходит во время компиляции, то есть код «знает», какой метод вызывать после компиляции исходного кода на Java в файлы классов. А поскольку это относится к ранней стадии жизненного цикла программы, то называется также ранним связыванием (early binding). С другой стороны, динамическое связывание происходит во время выполнения, после запуска программы виртуальной машиной Java. В этом случае то, какой метод вызвать, определяется конкретным объектом, так что в момент компиляции информация недоступна, ведь объекты создаются во время выполнения. А поскольку это происходит на поздней стадии жизненного цикла программы, то называется в языке Java поздним связыванием (late binding). Давайте рассмотрим еще несколько отличий, чтобы лучше разобраться с этим, а, кроме того, мочь ответить на этот очень популярный вопрос, который задают на собеседованиях по Java.

Раннее и позднее связывание в Java

Существует множество различий статического и динамического связывания в языке Java, но важнейшее – то, как их использует JVM. Задумывались ли вы когда-нибудь, каким образом JVM решает, какой метод вызвать, если в области видимости содержится более одного метода с одним именем? Если вы когда-либо использовали перегрузку или переопределение методов, то знаете, что в Java может быть несколько методов с одним именем. В случае с Java виртуальная машина JVM использует как статическое, так и динамическое связывание для выбора нужного метода.

Пример статического и динамического связывания в Java

В этой программе вы увидите, что привязка виртуальных методов не происходит во время компиляции при помощи статического связывания, поскольку в этом случае вызывался бы метод из суперкласса, как происходит со статическими методами, которые связываются рано. Если будет вызван метод из подкласса, то для связывания функции использовался конкретный объект во время выполнения, а, следовательно, для связывания виртуальных функций используется динамическое связывание.

public class Main {
  public static void main(String[] args) {

    // Пример статического и динамического связывания в Java
    Insurance current = new CarInsurance();
    
    // Динамическое связывание на основе объекта
    int premium = current.premium(); 
    
    // Статическое связывание на основе класса
    String category = current.category();
   
    System.out.println("premium : " + premium);
    System.out.println("category : " + category);
  }
}

class Insurance{
  public static final int LOW = 100;
  
  public int premium(){
    return LOW;
  }
  
  public static String category(){
    return "Insurance";
  }
  
}

class CarInsurance extends Insurance{
  public static final int HIGH = 200;
  
  public int premium(){
    return HIGH;
  }
  
  public static String category(){
    return "Car Insurance";
  }
  
}
Результаты выполнения:

premium : 200
category : Insurance

Как вы видите, вызов метода premium() привел к выполнению метода из подкласса, в то время как вызов метода category() привел к выполнению метода суперкласса. Это происходит из-за того, что premium() – виртуальный метод, который разрешается при помощи позднего связывания, в то время как category() – статический метод, который разрешается при помощи статического связывания во время компиляции по имени класса.

Различия между ранним и поздним связыванием в языке Java

Теперь, когда вы разобрались и понимаете, как в языке Java связываются вызовы методов и как функционирует статическое и динамическое связывание, давайте еще раз перечислим ключевые различия между ранним и поздним связыванием в языке Java:

1. Статическое связывание происходит во время компиляции, а динамическое – во время выполнения.


2. Поскольку статическое связывание происходит на ранней стадии жизненного цикла программы, его называют ранним связыванием. Аналогично, динамическое связывание называют также поздним связыванием, поскольку оно происходит позже, во время работы программы.


3. Статическое связывание используется в языке Java для разрешения перегруженных методов, в то время как динамическое связывание используется в языке Java для разрешения переопределенных методов.


4. Аналогично, приватные, статические и терминальные методы разрешаются при помощи статического связывания, поскольку их нельзя переопределять, а все виртуальные методы разрешаются при помощи динамического связывания.


5. В случае статического связывания используются не конкретные объекты, а информация о типе, то есть для обнаружения нужного метода используется тип ссылочной переменной. С другой стороны, при динамическом связывании для нахождения нужного метода в Java используется конкретный объект.

Вот неплохое упражнение, основанное на понятиях статического и динамического связывания в языке Java. Сможете ли вы ответить на вопрос: "Что будет выведено при выполнении следующей программы?" Что выведет эта программа? Collection, Set или HashSet? Вот и все, что мы хотели рассказать вам о различиях между ранним (статическим) и поздним (динамическим) связыванием в языке Java. Это один из лучших вопросов для телефонного собеседования по языку Java, поскольку оно предоставляет немало возможностей проверки глубины знаний кандидата. Всегда помните, что приватные, статические и final-методы связываются при помощи статического связывания, а виртуальные – динамического. Аналогично, лучший пример статического связывания – перегрузка методов, а переопределение – динамического. Источник