根底数据类型替换

这个话题，须要从最最根底的一道题目说起，看题目：以下代码a和b的值会替换么：

    public static void main(String[] args) {        int a = 1, b = 2;        swapInt(a, b);        System.out.println("a=" + a + " , b=" + b);    }    private static void swapInt(int a, int b) {        int temp = a;        a = b;        b = temp;    }

后果预计大家都晓得，a和b并没有替换：

integerA=1 , integerB=2

然而起因呢？先看这张图，先来说说Java虚拟机的构造：

运行时区域次要分为：

  • 线程公有：

    • 程序计数器:Program Count Register,线程公有，没有垃圾回收
    • 虚拟机栈:VM Stack，线程公有，没有垃圾回收
    • 本地办法栈:Native Method Stack,线程公有，没有垃圾回收

  • 线程共享：

    • 办法区:Method Area，以HotSpot为例，JDK1.8后元空间取代办法区，有垃圾回收。
    • 堆:Heap，垃圾回收最重要的中央。

和这个代码相干的次要是虚拟机栈，也叫办法栈，是每一个线程公有的。
生命周期和线程一样，次要是记录该线程Java办法执行的内存模型。虚拟机栈外面放着好多栈帧。留神虚拟机栈，对应是Java办法，不包含本地办法。

一个Java办法执行会创立一个栈帧，一个栈帧次要存储：

  • 局部变量表
  • 操作数栈
  • 动静链接
  • 办法进口

每一个办法调用的时候，就相当于将一个栈帧放到虚拟机栈中（入栈），办法执行实现的时候，就是对应着将该栈帧从虚拟机栈中弹出（出栈）。

每一个线程有一个本人的虚拟机栈，这样就不会混起来，如果不是线程独立的话，会造成调用凌乱。

大家平时说的java内存分为堆和栈，其实就是为了简便的不太谨严的说法，他们说的栈个别是指虚拟机栈，或者虚拟机栈外面的局部变量表。

局部变量表个别寄存着以下数据：

  • 根本数据类型（boolean,byte,char,short,int,float,long,double）
  • 对象援用（reference类型，不肯定是对象自身，可能是一个对象起始地址的援用指针，或者一个代表对象的句柄，或者与对象相干的地位）
  • returAddress（指向了一条字节码指令的地址）

局部变量表内存大小编译期间确定，运行期间不会变动。空间掂量咱们叫Slot（局部变量空间）。64位的long和double会占用2个Slot，其余的数据类型占用1个Slot。

下面的办法调用的时候，实际上栈帧是这样的，调用main()函数的时候，会往虚拟机栈外面放一个栈帧，栈帧外面咱们次要关注局部变量表，传入的参数也会当成局部变量，所以第一个局部变量就是参数args，因为这个是static办法，也就是类办法，所以不会有以后对象的指针。

如果是一般办法，那么局部变量表外面会多出一个局部变量this。

如何证实这个货色真的存在呢？咱们大略看看字节码，因为局部变量在编译的时候就确定了，运行期不会变动的。上面是IDEA插件jclasslib查看的:

下面的图，咱们在main()办法的局部变量表中，的确看到了三个变量：args,a，b。

那在main()办法外面调用了swapInt(a, b)呢？

那堆栈外面就会放入swapInt(a,b)的栈帧，相当于把a和b局部变量复制了一份，变成上面这样，因为外面一共有三个局部变量：

  • a:参数
  • b：参数
  • temp：函数内长期变量

a和b替换之后，其实swapInt(a,b)的栈帧变了，a变为2，b变为1，然而main()栈帧的a和b并没有变。

那同样来从字节码看，会发现的确有3个局部变量在局部变量表内，并且他们的数值都是int类型。

而swap(a,b)执行完结之后，该办法的堆栈会被弹出虚拟机栈，此时虚拟机栈又剩下main()办法的栈帧，因为根底数据类型的数值相当于存在局部变量中，swap(a,b)栈帧中的局部变量不会影响main()办法的栈帧中的局部变量，所以，就算你在swap(a,b)中替换了，也不会变。

根底包装数据类型替换

将下面的数据类型换成包装类型，也就是Integer对象,后果会如何呢？

    public static void main(String[] args) {        Integer a = 1, b = 2;        swapInteger(a, b);        System.out.println("a=" + a + " , b=" + b);    }    private static void swapInteger(Integer a, Integer b) {        Integer temp = a;        a = b;        b = temp;    }

后果还是一样，替换有效：

a=1 , b=2

这个怎么解释呢？

对象类型曾经不是根底数据类型了，局部变量表外面的变量存的不是数值，而是对象的援用了。先用jclasslib查看一下字节码外面的局部变量表，发现其实和下面差不多，只是描述符变了，从int变成Integer。

然而和根底数据类型不同的是，局部变量外面存在的其实是堆外面实在的对象的援用地址，通过这个地址能够找到对象，比方，执行main()函数的时候，虚拟机栈如下：

假如 a 外面记录的是 1001 ，去堆外面找地址为 1001 的对象，对象外面存了数值1。b 外面记录的是 1002 ，去堆外面找地址为 1002 的对象，对象外面存了数值2。

而执行swapInteger(a,b)的时候，然而还没有替换的时候，相当于把 局部变量复制了一份：

而两者替换之后，其实是SwapInteger(a,b)栈帧中的a外面存的地址援用变了，指向了b，然而b外面的，指向了a。

而swapInteger()执行完结之后，其实swapInteger(a,b)的栈帧会退出虚拟机栈，只留下main()的栈帧。

这时候，a其实还是指向1，b还是指向2，因而，替换是没有起成果的。

String，StringBuffer，自定义对象替换

一开始，我认为String不会变是因为final润饰的，然而实际上，不变是对的，然而不是这个起因。起因和下面的差不多。

String是不可变的，只是说堆/常量池内的数据自身不可变。然而援用还是一样的，和下面剖析的Integer一样。

其实StringBuffer和自定义对象都一样，局部变量表内存在的都是援用，所以替换是不会变动的，因为swap()函数内的栈帧不会影响调用它的函数的栈帧。

不行咱们来测试一下，用事实谈话：

   public static void main(String[] args) {        String a = new String("1"), b = new String("2");        swapString(a, b);        System.out.println("a=" + a + " , b=" + b);        StringBuffer stringBuffer1 = new StringBuffer("1"), stringBuffer2 = new StringBuffer("2");        swapStringBuffer(stringBuffer1, stringBuffer2);        System.out.println("stringBuffer1=" + stringBuffer1 + " , stringBuffer2=" + stringBuffer2);        Person person1 = new Person("person1");        Person person2 = new Person("person2");        swapObject(person1,person2);        System.out.println("person1=" + person1 + " , person2=" + person2);    }    private static void swapString(String s1,String s2){        String temp = s1;        s1 = s2;        s2 = temp;    }    private static void swapStringBuffer(StringBuffer s1,StringBuffer s2){        StringBuffer temp = s1;        s1 = s2;        s2 = temp;    }    private static void swapObject(Person p1,Person p2){        Person temp = p1;        p1 = p2;        p2 = temp;    }class Person{    String name;    public Person(String name){        this.name = name;    }    @Override    public String toString() {        return "Person{" +                "name='" + name + '\'' +                '}';    }}

执行后果,证实替换的确没有起成果。

a=1 , b=2stringBuffer1=1 , stringBuffer2=2person1=Person{name='person1'} , person2=Person{name='person2'}

总结

根底数据类型替换，栈帧外面存的是局部变量的数值，替换的时候，两个栈帧不会烦扰，swap(a,b)执行实现退出栈帧后，main()的局部变量表还是以前的，所以不会变。

对象类型替换，栈帧外面存的是对象的地址援用，替换的时候，只是swap(a,b)的局部变量表的局部变量外面存的援用地址变动了，同样swap(a,b)执行实现退出栈帧后，main()的局部变量表还是以前的，所以不会变。

所以不管怎么替换都是不会变的。

【作者简介】：
秦怀，公众号【秦怀杂货店】作者，技术之路不在一时，山高水长，纵使迟缓，驰而不息。集体写作方向：Java源码解析，JDBC，Mybatis，Spring，redis，分布式，剑指Offer，LeetCode等，认真写好每一篇文章，不喜爱题目党，不喜爱花里胡哨，大多写系列文章，不能保障我写的都完全正确，然而我保障所写的均通过实际或者查找材料。脱漏或者谬误之处，还望斧正。

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