面試：Java 到底是值傳遞還是引用傳遞？

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作者 |?Intopass

首先，不要糾結(jié)于 Pass By Value 和 Pass By Reference 的字面上的意義，否則很容易陷入所謂的“一切傳引用其實(shí)本質(zhì)上是傳值”這種并不能解決問(wèn)題無(wú)意義論戰(zhàn)中。

更何況，要想知道Java到底是傳值還是傳引用，起碼你要先知道傳值和傳引用的準(zhǔn)確含義吧？可是如果你已經(jīng)知道了這兩個(gè)名字的準(zhǔn)確含義，那么你自己就能判斷Java到底是傳值還是傳引用。

這就好像用大學(xué)的名詞來(lái)解釋高中的題目，對(duì)于初學(xué)者根本沒(méi)有任何意義。

一：搞清楚 基本類型 和 引用類型的不同之處

int?num?=?10;
String?str?=?"hello";

如圖所示，num是基本類型，值就直接保存在變量中。而str是引用類型，變量中保存的只是實(shí)際對(duì)象的地址。一般稱這種變量為"引用"，引用指向?qū)嶋H對(duì)象，實(shí)際對(duì)象中保存著內(nèi)容。

二：搞清楚賦值運(yùn)算符（=）的作用

num?=?20;
str?=?"java";

對(duì)于基本類型 num ，賦值運(yùn)算符會(huì)直接改變變量的值，原來(lái)的值被覆蓋掉。
對(duì)于引用類型 str，賦值運(yùn)算符會(huì)改變引用中所保存的地址，原來(lái)的地址被覆蓋掉。但是原來(lái)的對(duì)象不會(huì)被改變（重要）。

如上圖所示，"hello" 字符串對(duì)象沒(méi)有被改變。（沒(méi)有被任何引用所指向的對(duì)象是垃圾，會(huì)被垃圾回收器回收）

三：調(diào)用方法時(shí)發(fā)生了什么？

參數(shù)傳遞基本上就是賦值操作。

第一個(gè)例子：基本類型

void?foo(int?value)?{
????value?=?100;
}
foo(num);?//?num?沒(méi)有被改變

第二個(gè)例子：沒(méi)有提供改變自身方法的引用類型

void?foo(String?text)?{
????text?=?"windows";
}
foo(str);?//?str?也沒(méi)有被改變

第三個(gè)例子：提供了改變自身方法的引用類型

StringBuilder?sb?=?new?StringBuilder("iphone");
void?foo(StringBuilder?builder)?{
????builder.append("4");
}
foo(sb);?//?sb?被改變了，變成了"iphone4"。

第四個(gè)例子：提供了改變自身方法的引用類型，但是不使用，而是使用賦值運(yùn)算符。

StringBuilder?sb?=?new?StringBuilder("iphone");
void?foo(StringBuilder?builder)?{
????builder?=?new?StringBuilder("ipad");
}
foo(sb);?//?sb?沒(méi)有被改變，還是?"iphone"。

重點(diǎn)理解為什么，第三個(gè)例子和第四個(gè)例子結(jié)果不同？

下面是第三個(gè)例子的圖解：

builder.append("4")之后

下面是第四個(gè)例子的圖解：

builder = new StringBuilder("ipad"); 之后

從局部變量/方法參數(shù)開(kāi)始講起：

局部變量和方法參數(shù)在jvm中的儲(chǔ)存方法是相同的，都是在棧上開(kāi)辟空間來(lái)儲(chǔ)存的，隨著進(jìn)入方法開(kāi)辟，退出方法回收。以32位JVM為例，boolean/byte/short/char/int/float以及引用都是分配4字節(jié)空間，long/double分配8字節(jié)空間。對(duì)于每個(gè)方法來(lái)說(shuō)，最多占用多少空間是一定的，這在編譯時(shí)就可以計(jì)算好。

我們都知道JVM內(nèi)存模型中有，stack和heap的存在，但是更準(zhǔn)確的說(shuō)，是每個(gè)線程都分配一個(gè)獨(dú)享的stack，所有線程共享一個(gè)heap。對(duì)于每個(gè)方法的局部變量來(lái)說(shuō)，是絕對(duì)無(wú)法被其他方法，甚至其他線程的同一方法所訪問(wèn)到的，更遑論修改。

當(dāng)我們?cè)诜椒ㄖ新暶饕粋€(gè) int i = 0，或者 Object obj = null 時(shí)，僅僅涉及stack，不影響到heap，當(dāng)我們 new Object() 時(shí)，會(huì)在heap中開(kāi)辟一段內(nèi)存并初始化Object對(duì)象。當(dāng)我們將這個(gè)對(duì)象賦予obj變量時(shí)，僅僅是stack中代表obj的那4個(gè)字節(jié)變更為這個(gè)對(duì)象的地址。

數(shù)組類型引用和對(duì)象：

當(dāng)我們聲明一個(gè)數(shù)組時(shí)，如int[] arr = new int[10]，因?yàn)閿?shù)組也是對(duì)象，arr實(shí)際上是引用，stack上僅僅占用4字節(jié)空間，new int[10]會(huì)在heap中開(kāi)辟一個(gè)數(shù)組對(duì)象，然后arr指向它。

當(dāng)我們聲明一個(gè)二維數(shù)組時(shí)，如 int[][] arr2 = new int[2][4]，arr2同樣僅在stack中占用4個(gè)字節(jié)，會(huì)在內(nèi)存中開(kāi)辟一個(gè)長(zhǎng)度為2的，類型為int[]的數(shù)組，然后arr2指向這個(gè)數(shù)組。這個(gè)數(shù)組內(nèi)部有兩個(gè)引用（大小為4字節(jié)），分別指向兩個(gè)長(zhǎng)度為4的類型為int的數(shù)組。

所以當(dāng)我們傳遞一個(gè)數(shù)組引用給一個(gè)方法時(shí)，數(shù)組的元素是可以被改變的，但是無(wú)法讓數(shù)組引用指向新的數(shù)組。

你還可以這樣聲明：int[][] arr3 = new int[3][]，這時(shí)內(nèi)存情況如下圖

你還可以這樣 arr3[0] = new int [5]; arr3[1] = arr2[0];

關(guān)于String：

原本回答中關(guān)于String的圖解是簡(jiǎn)化過(guò)的，實(shí)際上String對(duì)象內(nèi)部?jī)H需要維護(hù)三個(gè)變量，char[] chars, int startIndex, int length。而chars在某些情況下是可以共用的。但是因?yàn)镾tring被設(shè)計(jì)成為了不可變類型，所以你思考時(shí)把String對(duì)象簡(jiǎn)化考慮也是可以的。

String str = new String("hello")

當(dāng)然某些JVM實(shí)現(xiàn)會(huì)把"hello"字面量生成的String對(duì)象放到常量池中，而常量池中的對(duì)象可以實(shí)際分配在heap中，有些實(shí)現(xiàn)也許會(huì)分配在方法區(qū)，當(dāng)然這對(duì)我們理解影響不大。