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Java继承机制深度解析：子类如何继承父类及内存原理解析

news 来源：原创 2025/5/10 3:27:54

Java的继承机制是面向对象编程的核心特性之一，但许多开发者对“子类究竟能继承父类哪些内容”存在误解。例如，为什么子类不能继承父类的构造方法？为什么私有成员变量可以继承却无法直接访问？本文将通过继承规则解析和内存模型拆解，为你揭示Java继承的本质逻辑。

一、继承规则全景解析

1. 构造方法：禁止继承的设计

规则
无论父类的构造方法是public、protected还是private，子类均不能继承父类的构造方法。
代码验证

class Parent {
    public Parent() {}
    private Parent(int x) {} 
}

class Child extends Parent {
    // 必须显式定义构造方法
    public Child() {
        super(); // 必须主动调用父类构造方法
    }
}

编译报错：若父类没有无参构造方法且子类未显式调用super(...)，将直接导致编译失败。

2. 成员变量：隐式继承但访问受限

规则
父类的所有成员变量（包括private修饰的）都会被继承，但访问权限由修饰符控制：
- public/protected/默认：子类可直接访问
- private：子类无法直接访问（需通过父类提供的公共方法）
反编译验证
使用javap -private Child查看子类字节码，会发现父类私有变量privateVar存在于子类的字段列表中，但访问时报错"has private access"。

3. 成员方法：继承与权限挂钩

规则
- public/protected/默认方法：子类可直接继承并重写（Override）
- private方法：无法被继承，子类中定义同名方法视为新方法（与重写无关）
示例

class Parent {
    private void privateMethod() {} 
    public void publicMethod() {}
}

class Child extends Parent {
    // 此方法与父类privateMethod无关联
    public void privateMethod() {} 
}

二、内存模型深度拆解

1.为什么构造方法无法被继承

原因很简单因为子类如果继承了父类的构造方法,就会违背构造方法的定义规则,如图.

2.关于成员变量的继承

如图当代码执行到z.name这一行的时候,它会先寻找堆上001空间里的子类成成员变量,没有就会寻找001空间中的父类成员变量,图上Fu类里的成员变量是私有的所以无法访问,同理如果不是私有的就能够访问

3.关于成员方法的继承

非私有方法的继承机制

虚方法表（vtable）
JVM为每个类维护一个虚方法表，记录该类所有可被继承的方法（非private、非static）。

子类虚方法表中包含：
- 从父类继承的非私有方法（直接复制父类方法地址）
- 子类新增的方法
- 子类重写（Override）的方法（覆盖父类方法地址）

动态绑定示例

class Parent {
    public void show() { System.out.println("Parent"); }
}
class Child extends Parent {
    @Override
    public void show() { System.out.println("Child"); }
}

Parent obj = new Child();
obj.show(); // 输出"Child"（动态绑定到子类方法）

私有方法的隔离性

编译期静态绑定
private方法在编译期直接绑定到定义它的类，不会进入虚方法表。

子类对象内存中虽然包含父类私有方法（物理存在），但子类方法表中无入口，因此无法调用。
子类定义同名方法视为全新方法，与父类无关。

class Parent {
    private void secret() { System.out.println("Parent secret"); }
}
class Child extends Parent {
    // 这是一个新方法，与父类secret()无关
    public void secret() { System.out.println("Child secret"); }
}