一道Java面试题引起的思考

转载请注明出处：juejin.im/post/5db24e…

本文出自 容华谢后的博客

0.写在前面

这两天作了一道常见的Java面试题，毫无悬念的作错了，在运行出正确答案以后，发现以本身的知识储备居然没法完整的解释为何，十分惭愧，因而有了这篇文章，对其进行总结反思。

1.题目

先看下题目:

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        String str = "hello";
        change(str);
        System.out.println(str);

        A a = new A("hello");
        change(a);
        System.out.println(a.str);

        A a1 = new A("hello");
        change1(a1);
        System.out.println(a1.str);
    }

    private static void change(String str) {
        str = "changed";
    }

    private static void change(A a) {
        a = new A("changed");
    }

    private static void change1(A a1) {
        a1.str = "changed";
    }
}

class A {
    public String str;

    public A(String str) {
        this.str = str;
    }
}
复制代码

运行结果为：

hello
hello
changed
复制代码

后面两个还能理解，形参、实参、值传递、引用传递啥的一混合，还能说得过去，但是第一个为何是hello呢，str不是被从新赋值了吗，怎么打印的仍是原来的值。

在经历了上面的疑惑以后，一顿百度，额不对，谷歌以后，发现对下面这些概念了解的还不是很透彻：

• 什么是栈内存、堆内存，它们有什么区别？

• 初始化一个基本类型数据或者一个对象在内存中是如何进行的？

• 什么是值传递、引用传递，它们有什么区别？

• String类型的数据存放在内存的什么区域？

• String str = “a”; 和 String str = new String("a"); 在内存分配上有什么区别？

带着这些疑问，一块儿往下看。

2.栈内存、堆内存

栈内存（stack）

在函数中定义的一些基本类型的变量（byte、short、int、long、float、double、boolean、char）和对象的引用变量（Object obj = new Object(); obj为引用变量）都在函数的栈内存中分配。

当在一段代码块中定义一个变量时，Java就在栈中为这个变量分配内存空间，当超过变量的做用域后，Java会自动释放掉为该变量所分配的内存空间，该内存空间能够当即被另做他用。

栈内存的优点是，存取速度比堆要快，仅次于寄存器，栈内存数据能够共享。但缺点是，存在栈中的数据大小与生存期必须是肯定的，缺少灵活性。

堆内存（heap）

由new建立的对象和数组（数组new不new均可以）存放在堆内存中，堆中分配的内存由JVM垃圾回收机制进行管理。

在堆内存中存储的对象或数组，能够在栈内存中对应一个引用变量，引用变量的取值为对象或数组在堆内存中的首地址，程序能够经过栈内存的引用变量来对数组或对象进行操做。

Object obj = new Object(); obj为引用变量，能够经过obj变量操做Object。

3.基本类型数据、对象的内存分配

基本类型数据

int a = 1;
int b = 1;
int c = 2;
复制代码

步骤分析：

• 1.在栈内存中建立一个变量名为a的引用，而后查找栈内存中是否存在1这个值，未找到，将1存入栈内存并将变量a指向1。

• 2.在栈内存中建立一个变量名为b的引用，而后查找栈内存中是否存在1这个值，找到了，将变量b指向1。

• 3.在栈内存中建立一个变量名为c的引用，而后查找栈内存中是否存在2这个值，未找到，将2存入栈内存并将变量c指向2。

在上述步骤能够看到，栈内存中的数据是能够共享的，虽然数据是共享的，可是变量b的修改，并不会影响到变量a。

对象

Object obj = new Object();
复制代码

步骤分析：

• 1.在栈内存中建立一个变量名为obj的引用。

• 2.在堆内存中建立一个Object对象，堆内存会自动计算Object对象的首地址值，假设为0x0001。

• 3.栈内存中的变量obj指向堆内存中Object对象的首地址0x0001。

4.值传递、引用传递

先来讲说形参和实参，看下面一段代码：

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        int a = 0;
        fun(a);
    }

    public static void fun(int a) {
        a = 1;
    }
}
复制代码

其中，fun(int a)中的a，它只有在fun方法被调用期间a才有意义，也就是会被分配内存空间，在fun方法执行完成后，a就会被销毁释放空间，这个a为形参。

fun(a)中的a，它是方法被调用前就已经被初始化了的，而且在方法被调用时传入，这个a为实参。

了解完了形参和实参，咱们再来讲值传递和引用传递：

值传递：

在方法的执行过程当中，实参把它的实际值传递给形参，此传递过程就是将实参的值复制一份传递到函数中，这样若是在函数中对该值（形参的值）进行了操做，将不会影响实参的值。

java的八种基本数据类型或者String、Integer、Double做为参数时，能够理解为值传递，修改形参不会影响实参。

引用传递：

在方法的执行过程当中，形参和实参的内容相同，指向堆内存中的同一块内存地址，也就是说操做的其实都是源数据，修改形参会影响实参。

java的类类型、接口类型和数组做为参数时，能够理解为引用传递，修改形参会影响实参。

注意：上述关于值传递和引用传递的概念，只是个人我的观点，在查阅了大量的资料以后，发现你们对【Java是否存在引用传递】这一律念众说纷纭，结论更倾向于Java只有值传递，没有引用传递。

其中，下面这篇文章，我以为是写的比较好的，能够参考下：

Java 究竟是值传递仍是引用传递？ - Intopass的回答 - 知乎 www.zhihu.com/question/31…

5.String类型

String类型十分特殊，它不属于基本数据类型，但又能够像基本数据类型同样用 = 赋值，还能够经过 new 进行建立，一块儿来看看两种建立方式在内存中有什么区别。

String str = “a”;

步骤分析：

• 1.在栈内存中建立一个变量名为str的引用。

• 2.在常量池中查找是否有字符串a，没有找到，建立一个字符串a。

• 3.栈内存中的变量str指向常量池中的字符串a。

String str = new String("a");

步骤分析：

• 1.在栈内存中建立一个变量名为str的引用。

• 2.在堆内存中建立一个String对象，堆内存会自动计算String对象的首地址值，假设为0x0001。

• 3.栈内存中变量str指向堆内存中String对象的首地址0x0001。

• 4.String对象首先到常量池中查找有没有字符串a，若是有则指向字符串a，若是没有则建立。

6.解题分析

在学习了上面的知识以后，咱们再回过头来分析一下这道面试题：

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
		// A
        String str = "hello";
        change(str);
        System.out.println(str);

		// B
        A a = new A("hello");
        change(a);
        System.out.println(a.str);

		// C
        A a1 = new A("hello");
        change1(a1);
        System.out.println(a1.str);
    }

    private static void change(String str) {
        str = "changed";
    }

    private static void change(A a) {
        a = new A("changed");
    }

    private static void change1(A a1) {
        a1.str = "changed";
    }
}

class A {
    public String str;

    public A(String str) {
        this.str = str;
    }
}
复制代码

以A、B、C标识三段逻辑，分别来看下：

• A：

步骤分析：

• 1.在栈内存中建立一个变量名为str（实参）的引用。

• 2.在常量池中查找字符串hello，没有找到，建立一个字符串hello。

• 3.栈内存中的变量str（实参）指向常量池中的字符串hello。

• 4.在栈内存中建立一个变量名为str（形参）的引用。

• 5.在常量池中查找字符串changed，没有找到，建立一个字符串changed。

• 6.栈内存中的变量str（形参）指向常量池中的字符串changed。

此时打印实参str的值，输出hello

• B:

• 1.在栈内存中建立一个变量名为a（实参）的引用。

• 2.在堆内存中建立一个String对象，地址为0x0001，引用变量a（实参）指向此地址。

• 3.String对象首先到常量池中查找有没有字符串hello，没有找到，在常量池中建立字符串hello并指向它。

• 4.在栈内存中建立一个变量名为a（形参）的引用，指向0x0001地址。

• 5.在堆内存中建立一个String对象，地址为0x0011，引用变量a（形参）指向此地址，再也不指向0x0001地址。

• 6.String对象首先到常量池中查找有没有字符串changed，没有找到，在常量池中建立字符串changed并指向它。

此时打印实参a中的值，输出hello

• C：

• 1.在栈内存中建立一个变量名为a1（实参）的引用。

• 2.在堆内存中建立一个String对象，地址为0x0001，引用变量a1（实参）指向此地址。

• 3.String对象首先到常量池中查找有没有字符串hello，没有找到，在常量池中建立字符串hello并指向它。

• 4.在栈内存中建立一个变量名为a1（形参）的引用，指向0x0001地址。

• 5.String对象首先到常量池中查找有没有字符串changed，没有找到，在常量池中建立字符串changed并指向它，再也不指向字符串hello。

此时打印实参a中的值，输出changed

7.写在最后

到这里，关于这道Java面试题的总结就完成了，关联的东西还很多，若是遇到问题或者有错误的地方，能够给我留言，谢谢！