Java内存管理-Stackoverflow问答-Java是传值还是传引用?(十一)

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一、由一个提问引发的思考

Stack Overflow 看到这样一个问题:

Is Java “pass-by-reference” or “pass-by-value”?

翻译成中文:

Java是传值还是传引用?

请先不要看下面的内容,思考10秒后,在继续阅读!!!

为什么建议先思考,在阅读内容呢?

我们每天可能会利用碎片化的时间阅读很多内容,有很多信息和知识其实在大脑过一下,然后就忘记了!如何才能高效的利用碎片化时间掌握或者记住更多的内容和知识,我自己碎片化阅读的理解和技巧:阅读一篇自己感兴趣技术文章,在时间允许的时间下,一定是一次性阅读完,在阅读中带着自己的问题,阅读后有自己的简单总结。 千万不要阅读 一段内容,看到微信有人发消息给你,就切换聊天框回复消息,然后回复完再切换回来阅读技术文章。这种 大脑 的切换是需要耗费资源的,也影响阅读的效果和效率(大脑在多个任务切换类似cpu多线程调度,线程的频繁切换。就如多线程不一定能提供效率,频繁的线程/任务切换耗费cpu大量资源)!

扯远 了,切换回到本文正题,Java是传值还是传引用?

我相信你阅读完本篇后一定能够回答上面的问题,并且在工作在写类似传参的代码也会有更深入的理解。开启探索之旅,Let's go!

二、为什么有传值还是传引用的说法

在Java程序中会包含方法,方法会分为方法声明和方法实现,在方法声明中又有参数列表,参数根据调用后的效果不同,也就是是否改变参数的原始值,可以划分为两种: 按值传递参数和按引用传递参数。

  • 按值传递参数 == 传值
  • 按引用传递参数 == 传引用

也就是之前介绍过的Java的基本类型和引用类型,如果方法参数中传递的基本类型就认为是 按值传递(传值),方法参数中传递的是引用类型,就称之为按引用传递(传引用)。

三、图解传值和传引用过程

一段简单的代码:

public class PrettyGirl {
    /**
     * 芳龄几何
     */
    int age;

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public static void main(String[] args) {

        // 引用类型
        PrettyGirl prettyGirl = new PrettyGirl();
        prettyGirl.setAge(28);
        // 基本类型
        int num = 50;
        // 数组arrs也引用类型
        int[] arrs = new int[]{2,0,1,9};

        System.out.println("mian 中 num  = " + num);
        System.out.println("mian 中 arrs[3] = " + arrs[3]);
        System.out.println("mian 中 prettyGirl.getAge() = " + prettyGirl.getAge());
        System.out.println("-----------------------------------------");

        // 调用 change方法
        prettyGirl.change(num, arrs, prettyGirl);

        System.out.println("调用change 后 mian 中 num  = " + num);
        System.out.println("调用change 后 mian 中 arrs[3] = " + arrs[3]);
        System.out.println("调用change 后 mian 中 prettyGirl.getAge() = " + prettyGirl.getAge());

    }

    public void change(int pnum, int[] parrs, PrettyGirl ppg) {
        //在change中 改变值类型pnum的值
        pnum = pnum + 50;
        //在change中 改变引用类型 parrs,ppg 的值
        parrs[3] = 8;
        // 从28变18
        ppg.setAge(18);

        System.out.println("change 中 pnum  = " + pnum);
        System.out.println("change 中 parrs[3] = " + parrs[3]);
        System.out.println("change 中 ppg.getAge() = " + ppg.getAge());
        System.out.println("-----------------------------------------");
    }

}

思考一下,打印的结果是什么?

打印结果如下


mian 中 num  = 50
mian 中 arrs[3] = 9
mian 中 prettyGirl.getAge() = 28
-----------------------------------------
change 中 pnum  = 100
change 中 parrs[3] = 8
change 中 ppg.getAge() = 18
-----------------------------------------
调用change 后 mian 中 num  = 50
调用change 后 mian 中 arrs[3] = 8
调用change 后 mian 中 prettyGirl.getAge() = 18

下面开启分析之旅,结合之前学过的Java内存模型来画上面代码执行的内存变化的图

注:下图只是为了演示讲解说明,真实内存地址不一定是这样!

int 类型变量num在栈中分配一块内存,而 parrs 与 ppg 分配两块内存,栈中一块,堆中一块。当调用change方法时,创建三个变量 pnum,parrs,ppg这里相当于把栈中的数据全备份一份给这三个数值,则有

在change方法中对传递的参数进行修改,此时pnum的值修改为 100,堆中ppg指向的对象年龄由28改为18,数组中parrs[3]修改为8。也就是 ppg与 parrs 改变了堆中的具体数值,而 pnum 改变的只是栈中的数值。

最后,当change方法调用结束,change栈帧被弹出,则对应的pnum,ppg,parrs 三个变量也消亡,此时只有main栈帧情况如下图:

通过上图的演示,上面代码的打印结果就很清晰明了了。

tips:回顾 java 栈

Java栈中存放的是一个个的栈帧,每个栈帧对应一个被调用的方法,在栈帧中包括局部变量表(Local Variables)、操作数栈(Operand Stack)、指向当前方法所属的类的运行时常量池(运行时常量池的概念在方法区部分会谈到)的引用(Reference to runtime constant pool)、方法返回地址(Return Address)和一些额外的附加信息。当线程执行一个方法时,就会随之创建一个对应的栈帧,并将建立的栈帧压栈。当方法执行完毕之后,便会将栈帧出栈。因此可知,线程当前执行的方法所对应的栈帧必定位于Java栈的顶部。

根据上面例子中这样的内存变换,想必你应该知道按值传递与按引用传递的深层原因了吧!

从上图中看所有的参数传递 本质都是按址值传递, 也就是内存地址的值 。 基本类型因为栈内存地址中保存就是其本身值,所有在参数传递的时候,拷贝本身的值进行传递,而引用类型在栈内存地址中保存的是引用的值,通过栈内存保存引用的值指向堆中获取对象真是的值,在参数传递的时候,拷贝的是引用的值。

所有在方法传递参数后,如果基本类型的值在传递的方法中有修改,不会影响传递前方法中的值。而引用类型就不同了,因为它修改的是引用地址指向堆中数据,这部分数据在参数传递的时候不会拷贝一份,就如上面图解标识出的一样。

四、本文总结

在Java中,对象通过引用传递,基本类型按值传递。

这句话的描述有一半是不准确的。就如上面我们图中看到的那样基本类型是按照值传递的; 引用类型是拷贝引用的址值传递的,也即对象通过引用传递。正确的描述语句是对象引用也是按值传递

其实在Java语言规范(JLS)中描述:Java 严格按值传递,可以理解与C完全相同,也就是Java中参数传递的本质是按址值传递。

如果你在阅读完本篇后,对上面问题有自己的深入的理解,有欢迎文末留言一起探讨!

备注: 由于本人能力有限,文中若有错误之处,欢迎指正。

参考文章

Is Java “pass-by-reference” or “pass-by-value”?

Java is Pass-by-Value, Dammit!

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