一切皆按值传递

"Java 中只有按值传递",作为初学者初看到这几个字有点不敢相信,无数次通过函数改变过对象,无数次跟同事说 Java 在传对象的时候是按引用传递。后来细细想想,之所以以为 Java 传对象是按引用传递是因为其中有很多概念都没理清楚,与 C++ 中的搞混了。从 C++ 转 Java 的时候将 C++ 中的知识点映射到 Java 没错,这有利于 C++ 转 Java 的人更快的学习 Java。但一旦映射错误就很容易形成固定思维。

在 C++ 和 Java 中都有引用的概念,但他们完全不是同一个东西。Java 中的引用更类似 C++ 的指针,C++ 的引用在 Java 中并无对应概念。在 C++ 中有按值传递、按指针传递和按引用传递三种,而在 Java 中没有 C++ 引用和指针的概念,只保留了按值传递。

为了更好的说明 Java 中只有按值传递,先来看看 Java 的数据类型,Java 的数据类型分为基本数据类型和引用类型,其中:

  • 基本类型包括 byte/short/int/long/float/double/char/boolean 八种,基本类型在内存中地址中保存的即本身的值,其一般都在栈上分配。

  • 引用类型指向一个对象,它与 C++ 的指针非常相似。但 C++ 的指针可以指向基本类型和类对象,而 Java 的引用只能指向类(枚举、接口等)对象。Java 中对象本身在堆上分配,而引用类型在栈上分配,其内存地址中保存的是对象在堆中的地址。两种类型在内存中的布局如下:

一切皆按值传递

上图可以一目了然的看出基本类型与引用类型的区别,基本类型数据即本身,引用类型仅仅是引用。下面通过一个例子来看下基本类型和引用类型在参数传递中所表现的不同:

1 class MyInteger {
 2     int value;
 3 }
 4 
 5 public class TestReference {
 6 
 7     public static void changeBasic(int arg) {
 8         arg = 2;
 9     }
10 
11     public static void changeReference(MyInteger arg) {
12         arg.value = 2;
13     }
14 
15     public static void main(String[] args) {
16 
17         int basicTypeA = 1;
18 
19         MyInteger referenceTypeA = new MyInteger();
20         referenceTypeA.value = 1;
21 
22         System.out.println("调用 changeBasic 之前 basicTypeA 的值 "+ basicTypeA);
23         changeBasic( basicTypeA);
24         System.out.println("调用 changeBasic 之后 basicTypeA 的值 "+ basicTypeA);
25 
26         System.out.println("调用 changeReference 之前 referenceTypeA 的值 "+ referenceTypeA.value);
27         changeReference( referenceTypeA);
28         System.out.println("调用 changeReference 之后 referenceTypeA 的值 "+ referenceTypeA.value);
29     }
30 }
复制代码

运行结果如下:

一切皆按值传递

可以看出基本类型 int 的变量 basicTypeA 在 changeBasic 调用后值并没有发生改变,而引用类型 MyInteger 的变量 referenceTypeA 在调用 changeReference 后发生了改变。这里就比较容易误导读者以为:Java 基本类型是按值传递而引用类型是按引用传递(暂且这么定义)。

其实不然,按值传递的意思想必大家都知道:传递的是值的的拷贝,比如上面代码中的调用 changeBasic(basicTypeA) 时,arg 是 basicTypeA 的一个拷贝,所以无论对 arg 做任何操作都不影响 basicTypeA 变量本身。而调用 changeReference(referenceTypeA) ,arg 也是 referenceTypeA 的一个拷贝,但是由于 arg 和 referenceTypeA 都是引用类型且他们指向同一对象,所以通过 arg 修改对象,referenceTypeA 也能看到。两种类型变量在内存中调用过程如下:

一切皆按值传递

所以可以看出无论是基本类型还是引用类型,都是按值传递。只是由于它们在内存中所表示的内容不同,最后表现出来的结果也有所不同。同理,在 C++ 中的按值传递、按指针传递和按引用传递理论上都可以归为按值传递(其实这个归类在学 C++ 的时候就归纳出来了,只是后来反而忘了)。

对"引用"进行按值传递的坑

Java 的引用类似于 C++ 的指针,但是 C++ 的对象(不包括基本类型)传递提供了对象本身直接传递和指针传递两种方式(引用方式不谈),而 Java 对象只有对引用进行传递这一种,不存在直接将对象本身进行传递。

  • 对象本身进行传递的好处是传递的都是对象的拷贝,在函数中对拷贝的对象做任何修改都不会改变原对象。但是如果传递对象非常大,而且调用很频繁会影响性能。
  • 对象的引用(或者指针)传递的好处是只需要拷贝一个引用(或者指针)大小的数据即可,且可以在调用的函数中改变原对象内容。缺点是容易挖坑。

在 C++ 中以上两种传递方式可以自行选择,而 Java 里面只有第 2 种方式,凡事有利有弊,有时候我们并不想在函数中改变原对象的内容,这里我就踩过一个坑,我们的项目中有个对象通过管道传递的流程如下:

一切皆按值传递

funcA 与 funcB 是两个不同的人负责的,一次升级后 funcB 的负责人发现在函数中获取的对象 X 内容不对,一开始还以为是传递对象 X 的接口出现了错误便是一顿排查,知道最后才发现对象 X 是在升级后在 funcA 中被修改了,浪费了不少时间。当然这个架构的流程设计的不合理是主要原因(只需要在分发的时候讲对象 X 做手动拷贝即可避免上述问题),但是不不影响我们抛出 Java 只能对引用进行传递的弊端。

在调用链较长、各种 for/while 循环中很容易就犯了上述错误,解决方案当然就是手动拷贝对象,Java 中拷贝对象有以下两种方式:

  • 实现Cloneable接口并重写Object类中的clone()方法。
  • 实现Serializable接口,通过对象的序列化和反序列化实现克隆,可以实现真正的深度克隆。

其中第二种方式能避免深浅拷贝的问题,但调用比较耗时。第一种也能避免深浅拷贝但是需要自己手动去写相应的代码,如果嵌套较深,代码将非常复杂。至于深浅拷贝的问题可以自行百度,其本质还是因为只是将对象的引用进行了传递而导致的一些问题。

原文 

https://juejin.im/post/5ca757bc6fb9a05e6b44cd7b

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