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【Java】难住了同事:Java 方法调用到底是传值还是传引用

数据类型和内存分配

Java 中有可以概括为两大类数据类型,一类是基本类型,另一类是引用类型。

基本类型

byte、short、int、long、float、double、char、boolean 是 Java 中的八种基本类型。基本类型的内存分配在栈上完成,也就是 JVM 的虚拟机栈。也就是说,当你使用如下语句时:

int i = 89;

会在虚拟机栈上分配 4 个字节的空间出来存放。

引用类型

引用类型有类、接口、数组以及 null 。我们平时熟悉的各种自定义的实体类啊就在这个范畴里。

当我们定义一个对象并且使用 new 关键字来实例化对象时。

User user = new User();

会经历如下三个步骤:

1、声明一个引用变量 user,在虚拟机栈上分配空间;

2、使用 new 关键字创建对象实例,在堆上分配空间存放对象内的属性信息;

3、将堆上的对象链接到 user 变量上,所以栈上存储的实际上就是存的对象在堆上的地址信息;

数组对象也是一样的,栈上只是存了一个地址,指向堆上实际分配的数组空间,实际的值是存在堆上的。

为了清楚的展示空间分配,我画了一张类型空间分配的示例图。
【Java】难住了同事:Java 方法调用到底是传值还是传引用

没有争议的基本类型

当我们将 8 种基本类型作为方法参数传递时,没有争议,传的是什么(也就是实参),方法中接收的就是什么(也就是形参)。传递过去的是 1 ,那接到的就是1,传过去的是 true,接收到的也就是 true。

看下面这个例子,将变量 oldIntValue 传给 changeIntValue 方法,在方法内对参数值进行修改,最后输出的结果还是 1。

public static void main( String[] args ) throws Exception{
int oldIntValue = 1;
System.out.println( oldIntValue );
passByValueOrRef.changeIntValue( oldIntValue );
System.out.println( oldIntValue );
}
public static void changeIntValue( int oldValue ){
int newValue = 100;
oldValue = newValue;
}

改变参数值并不会改变原变量的值,没错吧,Java 是按值传递。

数组和类

数组

有的同学说那不对呀,你看我下面这段代码,就不是这样。

public static void main( String[] args ) throws Exception{
int[] oldArray = new int[] { 1, 2 };
System.out.println( oldArray[0] );
changeArrayValue( oldArray );
System.out.println( oldArray[0] );
}
public static void changeArrayValue( int[] newArray ){
newArray[0] = 100;
}

这段代码的输出是

1
100

说明调用 changeArrayValue 方法时,修改传过来的数组参数中的第一项后,原变量的内容改变了,那这怎么是值传递呢。

别急,看看下面这张图,展示了数组在 JVM 中的内存分配示例图。

【Java】难住了同事:Java 方法调用到底是传值还是传引用
实际上可以理解为 changeArrayValue 方法接收的参数是原变量 oldArray 的副本拷贝,只不过数组引用中存的只是指向堆中数组空间的首地址而已,所以,当调用 changeArrayValue 方法后,就形成了 oldArray 和 newArray 两个变量在栈中的引用地址都指向了同一个数组地址。所以修改参数的每个元素就相当于修改了原变量的元素。

一般我们在开发过程中有很多将类实例作为参数的情况,我们抽象出来的各种对象经常在方法间传递。比如我们定义了一个用户实体类。

public class User {
private String name;
private int age;
public User(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
@Override
public String toString() {
return "User{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
}

比方说我们有一个原始的实体 User 类对象,将这个实体对象传给一个方法,这个方法可能会有一些逻辑处理,比如我们拿到这个用户的 name 属性,发现 name 为空,我们就给 name 属性赋予一个随机名称,例如 “用户398988”。这应该是很常见的一类场景了。

我们通常这样使用,将 user 实例当做参数传过来,处理完成后,再将它返回。

public static void main( String[] args ) throws Exception{
User oldUser = new User( "原始姓名", 8 );
System.out.println( oldUser.toString() );
oldUser = changeUserValue( oldUser );
System.out.println( oldUser.toString() );
}
public static User changeUserValue( User newUser ){
newUser.setName( "新名字" );
newUser.setAge( 18 );
return newUser;
}

但有的同学说,我发现修改完成后就算不返回,原变量 oldUser 的属性也改变了,比如下面这样:

public static void main( String[] args ) throws Exception{
User oldUser = new User( "原始姓名", 8 );
System.out.println( oldUser.toString() );
changeUserValue( oldUser );
System.out.println( oldUser.toString() );
}
public static void changeUserValue( User newUser ){
newUser.setName( "新名字" );
newUser.setAge( 18 );
}

返回的结果都是下面这样

User{name='原始姓名', age=8}
User{name='新名字', age=18}

那这不就是引用传递吗,改了参数的属性,就改了原变量的属性。仍然来看一张图
【Java】难住了同事:Java 方法调用到底是传值还是传引用
实际上仍然不是引用传递,引用传递我们学习 C++ 的时候经常会用到,就是指针。而这里传递的其实是一个副本,副本中只存了指向堆空间对象实体的地址而已。我们我们修改参数 newUser 的属性间接的就是修改了原变量的属性。

有同学说,那画一张图说这样就是这样吗,你说是副本就是副本吗,我偏说就是传的引用,就是原变量,也说得通啊。

确实是说的通,如果真是引用传递,也确实是这样的效果没错。那我们就来个反例。

public static void main( String[] args ) throws Exception{
User oldUser = new User( "原始姓名", 8 );
System.out.println( oldUser.toString() );
wantChangeUser( oldUser );
System.out.println( oldUser.toString() );
}
public static void wantChangeUser( User newUser ){
newUser = new User( "新姓名", 18 );
}

假设就是引用传递,那么 newUser 和 main 方法中的 oldUser 就是同一个引用对象,那我在 wantChangeUser 方法中重新 new 了一个 User 实体,并赋值给了 newUser,按照引用传递这个说法,我赋值给了参数也就是赋值给了原始变量,那么当完成赋值操作后,原变量 oldUser 就应该是 name = “新名字”、age=18 才对。

然后,我们运行看看输出结果:

User{name='原始姓名', age=8}
User{name='原始姓名', age=8}

结果依然是修改前的值,我们修改了 newUser ,并没有影响到原变量,显然不是引用传递。

结论

Java 中的参数传递是值传递,并且 Java 中没有引用传递这个概念。我们通常说的引用传递,一般都是从 C 语言和 C like 而来,因为它们有指针的概念。

而我们也知道,C、C++ 中需要程序员自己管理内存,而指针的使用经常会导致内存泄漏一类的问题,Java 千辛万苦的就是为了让程序员解放出来,而使用垃圾收集策略管理内存,这其中很重要的一点就是规避了指针的使用,所以在 Java 的世界中没有所谓的指针传递。

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