有這樣一種說法
如今爭鋒於IT戰場的兩大勢力
MS一族偏重於底層實現
Java一族偏重於系統架構
說法根據無從考證
但從兩大勢力各自的社區力量和圖書市場已有佳作不難看出
此說法不虛
於是
事情的另一面讓人忽略了
偏巧
我是一個喜歡探究底層實現的Java程序員
雖然我的喜好並非純正咖啡
劍走偏鋒卻別是一番風味
Reference Java世界泰山北斗級大作《Thinking In Java》切入Java就提出
Everything is Object
在Java這個充滿Object的世界中
reference是一切謎題的根源
所有的故事都是從這裡開始的
Reference是什麼? 如果你和我一樣在進入Java世界之前曾經浪跡於C/C++世界
就一定不會對指針陌生
談到指針
往日種種不堪回首的經歷一下子湧上心頭
這裡不是抱怨的地方
讓我們暫時忘記指針的痛苦
回憶一下最初接觸指針的甜蜜吧!
還記得你看過的教科書中
如何講解指針嗎?留在我印象中的一種說法是
指針就是地址
如同門牌號碼一樣
有了地址
你可以輕而易舉找到一個人家
而不必費盡心力的大海撈針
C++登上歷史舞台
reference也隨之而來
容我問個小問題
指針和reference區別何在?我的答案來自於在C++世界享譽盛名的《More Effective C++》
沒有null reference
reference必須有初值
使用reference要比使用指針效率高
因為reference不需要測試其有效性
指針可以重新賦值
而reference總是指向它最初獲得的對象
設計選擇
當你指向你需要指向的某個東西
而且絕不會改指向其它東西
或是當你實作一個運算符而其語法需要無法有指針達成
你就應該選擇reference
其它任何時候
請采用指針
這和Java有什麼關系? 初學Java
鑒於reference的名稱
我毫不猶豫的將它和C++中的reference等同起來
不過
我錯了
在Java中
reference 可以隨心所欲的賦值置空
對比一下上面列出的差異
就不難發現
Java的reference如果要與C/C++對應
它不過是一個穿著 reference外衣的指針而已
於是
所有關於C中關於指針的理解方式
可以照搬到Java中
簡而言之
reference就是一個地址
我們可以把它想象成一個把手
抓住它
就抓住了我們想要操縱的數據
如同掌握C的關鍵在於掌握指針
探索Java的鑰匙就是reference
一段小程序
我知道
太多的文字總是令人犯困
那就來段代碼吧!
public class ReferenceTricks
{
public static void main(String[] args)
{
ReferenceTricks r = new ReferenceTricks();
// reset integer
r
i =
;
System
out
println
(
Before changeInteger:
+ r
i);
changeInteger(r);
System
out
println
(
After changeInteger:
+ r
i);
// just for format
System
out
println();
// reset integer
r
i =
;
System
out
println
(
Before changeReference:
+ r
i);
changeReference(r);
System
out
println
(
After changeReference:
+ r
i);
}
private static void
changeReference(ReferenceTricks r)
{
r = new ReferenceTricks();
r
i =
;
System
out
println
(
In changeReference:
+ r
i);
}
private static void
changeInteger(ReferenceTricks r)
{
r
i =
;
System
out
println
(
In changeInteger:
+ r
i);
}
public int i;
}
我知道
把一個字段設成public是一種不好的編碼習慣
這裡只是為了說明問題
如果你有興趣自己運行一下這個程序
你已經運行過了嗎?結果如何?是否如你預期?下面是我在自己的機器上運行的結果
Before changeInteger:
In changeInteger:
After changeInteger:
Before changeReference:
In changeReference:
After changeReference:
這裡
我們關注的是兩個change
changeReference和changeInteger
從輸出的內容中
我們可以看出
兩個方法在調用前和調用中完全一樣
差異出現在調用後的結果
糊塗的講解
先讓我們來分析一下changeInteger的行為
前面說過了
Java中的reference就是一個地址
它指向了一個內存空間
這個空間存放著一個對象的相關信息
這裡我們暫時不去關心這個內存具體如何排布
只要知道
通過地址
我們可以找到r這個對象的i字段
然後我們給它賦成
既然這個字段的內容得到了修改
從函數中返回之後
它自然就是改動後的結果了
所以調用之後
r對象的i字段依然是
下圖展示了changeInteger調用前後內存變化
讓我們把目光轉向changeReference
從代碼上
我們可以看出
同changeInteger之間的差別僅僅在於多了這麼一句
r = new ReferenceTricks();
這條語句的作用是分配一塊新的內存
然後將r指向它
執行完這條語句
r就不再是原來的r
但它依然是一個ReferenceTricks的對象
所以我們依然可以對這個r的i字段賦值
到此為止
一切都是那麼自然
順著這個思路繼續下去的話
執行完changeReference
輸出的r的i字段
那麼應該是應該是新內存中的i
所以應該是
至於那塊被我們拋棄的內存
Java的GC功能自然會替我們善後的
事與願違
實際的結果我們已經看到了
輸出的是
肯定哪個地方錯了
究竟是哪個地方呢?
參數傳遞的秘密
知道方法參數如何傳遞嗎? 記得剛開始學編程那會兒
老師教導
所謂參數
有形式參數和實際參數之分
參數列表中寫的那些東西都叫形式參數
在實際調用的時候
它們會被實際參數所替代
編譯程序不可能知道每次調用的實際參數都是什麼
於是寫編譯器的高手就出個辦法
讓實際參數按照一定順序放到一個大家都可以找得到的地方
以此作為方法調用的一種約定
所謂
沒有規矩
不成方圓
有了這個規矩
大家協作起來就容易多了
這個公共數據區
現在編譯器的選擇通常是
棧
而所謂的順序就是形式參數聲明的順序
顯然
程序運行的過程中
作為實際參數的變量可能遍布於內存的各個位置
而並不一定要老老實實的呆在棧裡
為了守
規矩
程序只好將變量復制一份到棧中
也就是通常所說的將參數壓入棧中
我剛才說什麼來著?將變量復制一份到棧中
沒錯
復制
!
這就是所謂的值傳遞
C語言的曠世經典《The C Programming Language》開篇的第一章中
談到實際參數時說
在C中
所有函數的實際參數都是傳
值
的
馬上會有人站出來
錯了
還有傳地址
比如以指針傳遞就是傳地址
不錯
傳指針就是傳地址
在把指針視為地址的時候
是否考慮過這樣一個問題
它也是一個變量
前面的討論中說過了
參數傳遞必須要把參數壓入棧中
作為地址的指針也不例外
所以
必須把這個指針也復制一份
函數中對於指針操作實際上是對於這個指針副本的操作
Java的reference等於C的指針
所以
在Java的方法調用中
reference也要復制一份壓入堆棧
在方法中對reference的操作就是對這個reference副本的操作
謎底揭曉
好
讓我們回到最初的問題上
在changeReference中對於reference的賦值實際上是對這個reference的副本進行賦值
而對於reference的本尊沒有產生絲毫的影響
回到調用點
本尊醒來
它並不知道自己睡去的這段時間內發生過什麼
所以只好當作什麼都沒發生過一般
就這樣
副本消失了
在方法中對它的修改也就煙消雲散了
也許你會問出這樣的問題
聽了你的解釋
我反而對changeInteger感到迷惑了
既然是對於副本的操作
為什麼changeInteger可以運作正常?
這是很有趣的現象
好
那我就用前面的說法解釋一下changeInteger的運作
所謂復制
其結果必然是副本完全等同於本尊
reference復制的結果必然是兩個reference指向同一塊內存空間
雖然在方法中對於副本的操作並不會影響到本尊
但對內存空間的修改確實實實在在的
回到調用點
雖然本尊依然不知道曾經發生過的一切
但它按照原來的方式訪問內存的時候
取到的確是經過方法修改之後的內容
於是方法可以把自己的影響擴展到方法之外
多說幾句
這個問題起源於我對C/C++中同樣問題的思考
同C/C++相比
在changeReference中對reference賦值可能並不會造成什麼很嚴重的後果
而在C/C++中
這麼做卻會造成臭名昭著的
內存洩漏
根本的原因在於Java擁有了可愛的GC功能
即便這樣
我仍不推薦使用這種的手法
畢竟GC已經很忙了
我們怎麼好意思再麻煩人家
在C/C++中
這個問題還可以繼續引申
既然在函數中對於指針直接賦值行不通
那麼如何在函數中修改指針呢?答案很簡單
指針的指針
也就是把原來的指針看作一個普通的數據
把一個指向它的指針傳到函數中就可以了
同樣的問題到了Java中就沒有那麼美妙的解決方案了
因為Java中可沒有reference的reference這樣的語法
可能的變通就是將reference進行封裝成類
至於值不值
公道自在人心
From:http://tw.wingwit.com/Article/program/Java/JSP/201311/19758.html