Java中为什么只有值传递

原创

程序员秃头之路 2022-12-21 10:46:05 博主文章分类：Java后端 ©著作权

文章标签 java 值传递引用传递 User System 文章分类 运维

©著作权归作者所有：来自51CTO博客作者程序员秃头之路的原创作品，请联系作者获取转载授权，否则将追究法律责任

背景

Java 是值传递还是引用传递？这个问题一直以来都有所争议。查阅了很多资料，结果显示绝大多数的观点都倾向于 Java 是值传递的，也有一部分观点的关注点在题目本身是否合理，还有一小部分人可能在看了很多的相关资料后更加的迷惑了，也根据自己的理解提出了质疑。

俗话说的好，一千个人眼里有一千个哈姆雷特，也不必太过纠结，我仅在这篇文章整理分析一下最多的一个观点：Java中只有值传递。整理下这篇文章主要是为了让自己记忆的更深刻，当然如果发布出来对看到的人有一点点帮助也是极好的。

定义

先看一个简单的例子1：

// 例1
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int b = 20;
        change(a, b);
        System.out.println(a);
        System.out.println(b);
    }
    
    public static void change (int c, int d){
        c = 50;
        d = 60;
    }

}

输出结果:

传递之前：10, 20

传递之后：10, 20

也就是a、b的值传递给 change 方法之后原值并没有被改变，这种传递就被称为是值传递，如果原值在经过 change 方法后被改变了，就是引用传递了。

值传递：值传递（pass by value）是指在调用函数时将实际参数复制一份传递到函数中，这样在函数中如果对参数进行修改，将不会影响到实际参数。
引用传递：引用传递（pass by reference）是指在调用函数时将实际参数的地址直接传递到函数中，那么在函数中对参数所进行的修改，将影响到实际参数。

分析

定义里面的例子1得出Java是值传递的结果，但是可能会有人拿出以下的例子2来进行反驳：

// 例2
public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        User user = new User();
        user.setName("小胖");
        user.setAge(23);
        System.out.println("转换之前：" + user.toString());
        change(user);
        System.out.println("转换之后：" + user.toString());
    }

    public static void change (User user){
        user.setName("小黑");
        user.setAge(25);
    }

}

运行结果：

传递之前：User{name=‘小胖’, age=‘23’}

传递之后：User{name=‘小黑’, age=‘25’}
同样的一个 change 方法，同样的执行流程，实参的值却被改变了，按照上面的定义，这不就是引用传递嘛。可能就会有人得出自己的结论了：Java的方法中，在传递基本数据类型的时候是值传递，在传递引用数据类型的时候是引用传递。

这种结论仍然是错误的，请看下面这个例子3：

// 例3
public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        String name = "小胖";
        System.out.println("转换之前：" + name);
        change(name);
        System.out.println("转换之后：" + name);
    }

    public static void change (String name){
        name = "小黑";
    }

}

运行结果：

转换之前：小胖

转换之后：小胖

这又是怎么回事呐？String 同样是引用数据类型，为什么传递之后，原始值并没有被改变呐。

堆内存、栈内存

上面三个例子可能就是让人产生困惑的原因之一。要弄明白上面的三个例子为什么会产生相应结果的原因就要引入 Java 中的堆内存和栈内存的相关知识了：

堆内存用来存放由new创建的对象和数组。
在堆中产生了一个数组或对象后，还可以在栈中定义一个特殊的变量，让栈中这个变量的取值等于数组或对象在堆内存中的首地址，栈中的这个变量就成了数组或对象的引用变量

对比二者的特点：

存储区域	存储内容	优点	缺点	回收
栈	基本类型的变量和对象的引用	存取速度比堆要快，仅次于寄存器，栈数据可以共享	存在栈中的数据大小与生存期必须是确定的，缺乏灵活性	当超过变量的作用域后，Java会自动释放掉该变量
堆	由new等指令创建的对象和数组	可以动态地分配内存大小，生存期也不必事先告诉编译器	要在运行时动态分配内存，存取速度较慢	由Java虚拟机的自动垃圾回收器来回收不再使用的数据

引用变量就相当于是为数组或对象起的一个名称，然后就可以使用这个在栈中的名称（引用变量）来访问堆中的数组或对象。

了解了堆内存和栈内存的相关知识后，我们就可以对上面的例子做出解释了：

例2中创建的 User 对象 User user = new User()，实际经过了这几个步骤：

User user;    // 在栈内存里面开辟了空间给引用变量user,此时user=null
 user = new User();
 // 1. new User() 在堆内存里面开辟了空间给 User 类的对象，这个对象没有名字
 // 2. User() 随即调用了 User 类的构造函数
 // 3. 把创建的 User 对象在堆内存中的地址给在栈内存的引用变量 user

到这里应该差不多就应该明白了引用类型是怎么传递的了，

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        User user = new User();
        user.setName("小胖");
        user.setAge(23);
        System.out.println("转换之前：" + user.toString());
        change(user); // 此处传递的是对象在栈内存中的引用地址
        System.out.println("转换之后：" + user.toString());
    }

    public static void change (User user){
        user.setName("小黑");
        user.setAge(25);
    }

}

change(user); 传递的值其实就是对象在栈内存中的引用，这个引用本身也是一个值，然后改变这个引用指向的对象的具体属性值，就等于是在操作原来的对象。所以例2的原值会被改变。

观察下面这个例子4：

// 例 4
public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        User user = new User();
        user.setName("小胖");
        user.setAge(23);
        System.out.println("转换之前：" + user.toString());
        change(user);
        System.out.println("转换之后：" + user.toString());
    }

    public static void change(User user) {
        user = new User();
        user.setName("小黑");
        user.setAge(25);
    }

}

运行结果：

转换之前：User{name=‘小胖’, age=‘23’}

转换之后：User{name=‘小胖’, age=‘23’}

在 change 方法中添加了一行代码 user = new User()，相信小伙伴可以预见到这个运行结果。

user = new User(); 相当于引用变量指向了一个 new 出来的新的对象，此时的 user 已经不是 main 方法中原来对象的引用了，它已经和 main 方法中的 user 没有关系了，它改变自己指向的对象的属性值自然就不会影响到原来的对象了。

同时，这个例子也解释了上面的例3，

// 例3
public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        String name = "小胖";
        System.out.println("转换之前：" + name);
        change(name);
        System.out.println("转换之后：" + name);
    }

    public static void change (String name){
        name = "小黑";  // 这里等同于 name = new String("小黑");
    }

}

其实 change 方法中的 name = “小黑”，就相当于 name = new String(“小黑”); String 类型是 final 修饰的，不能被改变的，前面两种只是写法不同。

补充一个例子5：

// 例5
public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        StringBuffer s = new StringBuffer("小胖");
        System.out.println("转换之前：" + s.toString());
        change(s);
        System.out.println("转换之后：" + s.toString());
    }

    public static void change(StringBuffer s) {
        s.append(23);
    }

}

运行结果：