如何理解Java的值传递

Posted 2020-11-24 insaneXs

结论

为了加深印象，先把结论放在文章开头。
++Java中只有值传递++。

形参与实参

在理解Java的值传递

实参Argument

实际参数，主调用函数传递给调用函数的参数

形参Parameter

形式参数，并非实际存在的变量，只在函数定义的函数内部使用。在调用函数时，实参将会给形参赋值，从而实现主调函数向调用函数传输数据的目的。

所谓的传递，就是实参给形参赋值的过程。这是我们理解值传递和引用传递的基础。

基本类型与引用类型

基本类型的变量保存值，即值就是变量自身。
而引用类型的变量的值表示对象的引用地址，而非对象自身。
Java内存空间分为 heap 和 stack。对于基本类型的局部变量而言，空间直接在 stack 中分配（例如int a，虚拟机会为a在 stack 中分配一个四字节的内存空间，用来存放a的值），而对于引用类型的局部变量而言，虚拟机会现在 stack 中分配一个四字节的空间，用来存放指向 heap 的地址，同时在 heap中分配一块地址用来存放对象。

按值传递和引用传递

按值传递
所谓值传递，就是在实参为形参赋值的时候，将值赋给形参。
而引用传递，是是在实参为形参赋值的时候，直接将引用（即地址）赋给形参。

所谓的 Java 按值传递，就是说明实参为形参赋值时，只存在值副本的拷贝。

测试代码

一个简单的测试代码：

public class ValOrRef {

    public static void main(String[] args){
        System.out.println("SCENE 1:--------------------");
        scene1();
        System.out.println("SCENE 2:--------------------");
        scene2();
        System.out.println("SCENE 3:--------------------");
        scene3();
    }

    protected static void scene1(){
        int argument = 1;
        incrVal(argument);
        System.out.println("After method invoke, argument: " + argument);
    }

    protected static void scene2(){
        Foo argument = new Foo("original");
        changeStr(argument);
        System.out.println("After method invoke, argument: " + argument);
    }


    protected static void scene3(){
        Foo argument = new Foo("original");
        createNewInstance(argument);
        System.out.println("After method invoke, argument: " + argument);
    }

    private static void incrVal(int parameter){
        parameter = parameter + 1;
        System.out.println("parameter: " + parameter);
    }

    private static void changeStr(Foo parameter){
        parameter.setStr("changed");
        System.out.println("parameter: " + parameter);
    }

    private static void createNewInstance(Foo parameter){
        parameter = new Foo("Brand New");
        System.out.println("parameter: " + parameter);
    }


    static class Foo{
        private String str;

        public Foo(String str){
            this.str = str;
        }

        public String getStr() {
            return str;
        }

        public void setStr(String str) {
            this.str = str;
        }

        @Override
        public String toString() {
            return "Foo{" +
                    "str='" + str + ''' +
                    '}';
        }
    }
}

先看输出的测试结果：

SCENE 1:--------------------
parameter: 2
After method invoke, argument: 1
SCENE 2:--------------------
parameter: Foo{str='changed'}
After method invoke, argument: Foo{str='changed'}
SCENE 3:--------------------
parameter: Foo{str='Brand New'}
After method invoke, argument: Foo{str='original'}

Scene1分析

对于Scene1而言，首先主调函数scene1()方法在 自己的函数调用栈上分配了一个四字节的空间，用来存放 argument的值（值为1）。然后在调用incrVal(int val)时，会在incrVal()自己的函数调用栈上，为parameter同样分配一个四字节的空间，同时拷贝一份argument的值（值为1）赋给parameter。
此时argument和parameter除了值相等之外，没有任何联系。因此在incrVal()内部修改了parameter的值对argument没有任何影响。

Scene2分析

同样对于Scene2而言，主调函数在自己的函数调用栈上分配了一个四字节空间，用来存放argument的引用，其值是指向 heap 的一个地址，虚拟机可以通过地址值从 heap 中找到指定的对象。主调函数在调用changeStr()时，虚拟机为changeStr()同样分配了四字节空间存放paramter的值，并将argument的值（指向 heap的地址）赋值给parameter。
和Scene1相同，argument 和 parameter 除了值相等外，没有其他关联。
当changeStr()内部调用paramter.setStr()时，虚拟机会根据paramter的值找到 heap 上对应的Foo对象，然后修改了Foo对象上str所指的值。
由于paramter和argument的值指向了相同的对象，因此argument的对象也发生了改变。
但赋值的过程依旧是按值传递。

Scene3分析

对于Scene3，argument保存在主调函数的函数调用栈上，然后在调用createNewInstance时，把值（表示 heap 上的某个空间地址）赋值给了parameter。而在函数内部，parameter的值又被修改成了新创建对象的地址。但是外部argument的值仍然是指向之前的对象。因此argument并未发生改变。

总结

最后在总结一次，Java 只存在按值传递。