Java中類，對象，方法的內存分配

以下針對引用數據類型： 
在內存中，類是靜態的概念，它存在於內存中的CodeSegment中。 
當我們使用new關鍵字生成對象時，JVM根據類的代碼，去堆內存中開辟一塊控件，存放該對象，該對象擁有一些屬性，擁有一些方法。但是同一個類的對象和對象之間並不是沒有聯系的，看下面的例子：

class Student{
    static String schoolName;
    String name;
    int age;

    void speak(String name){
        System.out.println(name);
    }

    void read(){
    }
}
class Test{
    public statis void main(String[] args){
        Student a = new Student();
        Student b = new Student();
    }
}

 

在上面的例子中，生成了兩個Student對象，兩個對象擁有各自的name和age屬性，而schoolName屬性由於是static的，被所有的對象所共有，而且每個對象都有權更改這個屬性。 
而對於方法speak()和read()來講，它們被所有的對象所共有，但並不是說哪個對象擁有這些方法。方法僅僅是一種邏輯片段而已，它不是實物，嚴格來講不能被擁有。 
方法存在的意義就是對對象進行修改。（我的理解） 
上述speak()方法，雖然兩個對象都擁有相同的方法，但是由於其操作的對象不同，所以執行起來的效果也不同。再說一次，方法是看不見摸不着的，它僅僅是一種邏輯操作！只有當作用於具體的對象時，方法才具體化了！ 
方法在不執行的時候不占用內存空間，只有在執行的時候才會占用內存空間。 
就好比說一個人會翻跟斗，他翻跟斗的時候是需要空間的，但是他不翻跟斗的時候是不需要額外的空間的。但是不管他翻不翻跟斗，他始終是具有翻跟斗的技能的。

Java中的內存布局（其他面向對象的語言也是如此）

Java中的內存空間分為四種： 
1. code segment 
存儲class文件的內容，即我們寫的代碼。 
2. data segment 
存儲靜態變量 
3. heap segment 
堆空間，存儲new出來的對象 
4. stack segment 
棧空間，存儲引用類型的引用（注意，這里存儲的不一定是對象所處的物理地址，但是一定能夠根據這個內容在堆中找到對應的對象），局部變量和方法執行時的方法的代碼

以上面的speak(String name)方法的調用為例來分析下內存： 
調用該方法時，首先在棧控件開辟了一塊區域存放name引用。然后將傳入的那個對象的“地址”賦值給這個引用。於是出現了什么情況？兩個引用指向同一個對象。而我們操作對象時是通過對象的引用來執行操作，所以當一個對象有一個以上的引用同時指向它時，就會出現一些比較混亂的事情了。

通過馬士兵在課上講的一個小例子來看看：

　　

public class Test {
 
    public static void main(String[] args) {
        Test test = new Test();
        int data = 10;
        BirthDate b1 = new BirthDate(5,4,1993);
        BirthDate b2 = new BirthDate(25,5,1992);
 
        test.change(data);
        test.change1(b1);
        test.change2(b2);
        System.out.println(data);
        b1.display();
        b2.display();
    }
 
    void change(int i){
        i = 100;
    }
 
    void change1(BirthDate b){
        b = new BirthDate(1,1,1);
    }
 
    void change2(BirthDate b){
        b.setDay(100);
    }
}
 
class BirthDate{
    int day;
    int month;
    int year;
 
    BirthDate(int day,int month,int year){
        this.day = day;
        this.month = month;
        this.year = year;
    }
 
    public int getDay() {
        return day;
    }
    public void setDay(int day) {
        this.day = day;
    }
    public int getMonth() {
        return month;
    }
    public void setMonth(int month) {
        this.month = month;
    }
    public int getYear() {
        return year;
    }
    public void setYear(int year) {
        this.year = year;
    }
 
    public void display(){
        System.out.println("day = "+day+"\nmonth = "+month+"\nyear = "+year);
    }
}

 

輸出為：

10 
day = 5 
month = 4 
year = 1993 
day = 100 
month = 5 
year = 1992

 

從輸出結果來看看發生了什么： 
1. 調用change(int i) 
此時在棧空間中新建了一個i，並把data的值復制給i。這個時候在棧空間中有兩個int類型的數，二者的值雖然都為10，但是二者毫無關系，棧空間中有兩個10. 
在方法體中對i進行賦值，該操作是對i進行的，並不影響data，所以當方法結束時data還是原來的data，連地址都沒變一下。同時在方法結束時i自動從棧空間中消失。 
2. 調用change1(BirthDate b) 
此時在棧空間中新建一個引用b，在調用該方法的時候，將傳進來的引用的值復制給b，即b和b1擁有相同的內容，指向同一個對象。在方法體中對b又進行賦值操作，首先在堆空間中new出一個新的對象，然后將b改為指向這個新的對象。該操作也未影響b1。方法結束后，引用b消失，剛才new出來的新對象成了垃圾，等待GC的回收。 
3. 調用change2(BirthDate b) 
同上，先在對中新建一個引用，名為b，然后將其指向b2所指向的對象。注意，此時調用了該對象的方法，修改了部分屬性，所以此操作改變了這個對象，而b2也指向這個對象，所以最后b2的輸出發生了變化。

從上面的三個方法可以看出，當方法中的參數列表不為空時： 
- 如果參數是引用數據類型，該方法執行的過程首先是創建若干個引用，然后將這些引用的值和傳進來的引用的值一一對應復制。復制完之后，傳進來的參數（引用）的工作也就完成了。 
- 如果參數是基本數據類型，那么首先在棧中創建對應數量個變量，將這些變量的值和傳進來的參數一一對應復制。復制完之后也沒有外面什么事了。

綜上：傳參時要注意，如果對傳進去的參數（實際上是引用）進行了重新的賦值操作，那么該方法應該有一個返回值，否則該方法是沒有意義的，如同上面的change1()。

• 方法一般有兩個作用：1. 對某變量進行改變。 2. 根據傳進來的參數返回另一變量。
• 如果一個方法不想有返回值，只是想對某變量進行改變，不要將該對象作為參數傳進去，而直接在方法中獲得其訪問權限然后直接更改。方法的參數列表為空。
• 如果一個方法要有返回值，最好先在方法內部new一個臨時變量，先將傳進來的參數復制一下，邏輯執行完后，把臨時變量return出去。

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20170620更新： 
其實以上問題涉及到的東西是值傳遞與引用傳遞。在C++中二者都有，但是在Java中只有值傳遞。具體到實踐中分兩種情況： 
- 傳遞的是基本數據類型： 
其實傳遞的是值的拷貝。在方法中對值進行操作，並不影響傳進去的那個值。如上面的change()方法，傳值進去時只是按照data的樣子重新創建了一個i，本質上data和i除了值相同以外，是兩個獨立的個體。

• 傳遞的是數組對象或者其他對象： 
  實際上傳遞的是對象的引用，但是並不是把引用傳過去，而是把引用復制過去。就像上面的change1()方法一樣，其本質是將傳參b1這個引用的值復制給引用b。b1和b除了值相同外，是兩個獨立的個體。但是由於二者值相同，所以指向了堆內存中的同一個對象，二者都可以用來操作對象。

總結一下： 
傳值，傳的都是棧中所儲存的東西的拷貝。如果傳進去的東西是基本數據類型，那么就直接復制一份，對其操作不影響原來的數據。 
如果傳進去的是一個引用，那么其實也是復制一份，所以指向同一對象。當操作這個引用時，改變了這個引用所指向的對象，看起來會讓人覺得當時傳進去的是對象本身，不然怎么在方法中對其修改會改變原本的對象呢？其實這是個假象。時刻記住，傳進函數的都是棧內存中的東西，堆內存的東西是不會被傳進去的。而函數內部能不能改變原來對象的值，就要看你是不是保持了原來傳進去的引用所指向的對象沒變。

PS：才疏學淺，如有錯誤請指出，謝謝！