面試常問的一道Java線程問題、從而引發(fā)的連環(huán)慘案

0.寫在前面

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這兩天做了一道常見的Java面試題，毫無懸念的做錯了，在運行出正確答案之后，發(fā)現(xiàn)以自己的知識儲備竟然無法完整的解釋為什么，十分慚愧，于是有了這篇文章，對其進行總結反思。

1.題目

先看下題目:

運行結果為：

hello
hello
changed

后面兩個還能理解，形參、實參、值傳遞、引用傳遞啥的一混合，還能說得過去，可是第一個為什么是hello呢，str不是被重新賦值了嗎，怎么打印的還是原來的值。

在經(jīng)歷了上面的疑惑之后，一頓百度，額不對，谷歌之后，發(fā)現(xiàn)對下面這些概念了解的還不是很透徹：

什么是棧內存、堆內存，它們有什么區(qū)別？

初始化一個基本類型數(shù)據(jù)或者一個對象在內存中是如何進行的？

什么是值傳遞、引用傳遞，它們有什么區(qū)別？

String類型的數(shù)據(jù)存放在內存的什么區(qū)域？

String str = “a”; 和 String str = new String("a"); 在內存分配上有什么區(qū)別？

帶著這些疑問，一起往下看。

2.棧內存、堆內存

棧內存（stack）

在函數(shù)中定義的一些基本類型的變量（byte、short、int、long、float、double、boolean、char）和對象的引用變量（Object obj = new Object(); obj為引用變量）都在函數(shù)的棧內存中分配。

當在一段代碼塊中定義一個變量時，Java就在棧中為這個變量分配內存空間，當超過變量的作用域后，Java會自動釋放掉為該變量所分配的內存空間，該內存空間可以立即被另作他用。

棧內存的優(yōu)勢是，存取速度比堆要快，僅次于寄存器，棧內存數(shù)據(jù)可以共享。但缺點是，存在棧中的數(shù)據(jù)大小與生存期必須是確定的，缺乏靈活性。

堆內存（heap）

由new創(chuàng)建的對象和數(shù)組（數(shù)組new不new都可以）存放在堆內存中，堆中分配的內存由JVM垃圾回收機制進行管理。

在堆內存中存儲的對象或數(shù)組，可以在棧內存中對應一個引用變量，引用變量的取值為對象或數(shù)組在堆內存中的首地址，程序可以通過棧內存的引用變量來對數(shù)組或對象進行操作。

Object obj = new Object(); obj為引用變量，可以通過obj變量操作Object。

3.基本類型數(shù)據(jù)、對象的內存分配

基本類型數(shù)據(jù)

int?a?=?1;
int?b?=?1;
int?c?=?2;

變量

步驟分析：

1.在棧內存中創(chuàng)建一個變量名為a的引用，然后查找棧內存中是否存在1這個值，未找到，將1存入棧內存并將變量a指向1。

2.在棧內存中創(chuàng)建一個變量名為b的引用，然后查找棧內存中是否存在1這個值，找到了，將變量b指向1。

3.在棧內存中創(chuàng)建一個變量名為c的引用，然后查找棧內存中是否存在2這個值，未找到，將2存入棧內存并將變量c指向2。

在上述步驟可以看到，棧內存中的數(shù)據(jù)是可以共享的，雖然數(shù)據(jù)是共享的，但是變量b的修改，并不會影響到變量a。

對象

Object?obj?=?new?Object();

對象

步驟分析：

1.在棧內存中創(chuàng)建一個變量名為obj的引用。

2.在堆內存中創(chuàng)建一個Object對象，堆內存會自動計算Object對象的首地址值，假設為0x0001。

3.棧內存中的變量obj指向堆內存中Object對象的首地址0x0001。

4.值傳遞、引用傳遞

先來說說形參和實參，看下面一段代碼：

public?class?Test?{
?public?static?void?main(String[]?args)?{
?int?a?=?0;
?fun(a);
?}
?public?static?void?fun(int?a)?{
?a?=?1;
?}
}

其中，fun(int a)中的a，它只有在fun方法被調用期間a才有意義，也就是會被分配內存空間，在fun方法執(zhí)行完成后，a就會被銷毀釋放空間，這個a為?形參?。

fun(a)中的a，它是方法被調用前就已經(jīng)被初始化了的，并且在方法被調用時傳入，這個a為?實參?。

了解完了形參和實參，我們再來說值傳遞和引用傳遞：

值傳遞：

在方法的執(zhí)行過程中，實參把它的實際值傳遞給形參，此傳遞過程就是將實參的值復制一份傳遞到函數(shù)中，這樣如果在函數(shù)中對該值（形參的值）進行了操作，將不會影響實參的值。

java的八種基本數(shù)據(jù)類型或者String、Integer、Double作為參數(shù)時，可以理解為值傳遞，修改形參不會影響實參。

引用傳遞：

在方法的執(zhí)行過程中，形參和實參的內容相同，指向堆內存中的同一塊內存地址，也就是說操作的其實都是源數(shù)據(jù)，修改形參會影響實參。

java的類類型、接口類型和數(shù)組作為參數(shù)時，可以理解為引用傳遞，修改形參會影響實參。

5.String類型

String類型十分特殊，它不屬于基本數(shù)據(jù)類型，但又可以像基本數(shù)據(jù)類型一樣用?=?賦值，還可以通過?new?進行創(chuàng)建，一起來看看兩種創(chuàng)建方式在內存中有什么區(qū)別。

String str = “a”;

String str = “a”;

步驟分析：

• 1.在棧內存中創(chuàng)建一個變量名為str的引用。

• 2.在常量池中查找是否有字符串a(chǎn)，沒有找到，創(chuàng)建一個字符串a(chǎn)。

• 3.棧內存中的變量str指向常量池中的字符串a(chǎn)。

String str = new String("a");

String str = new String("a");

步驟分析：

• 1.在棧內存中創(chuàng)建一個變量名為str的引用。

• 2.在堆內存中創(chuàng)建一個String對象，堆內存會自動計算String對象的首地址值，假設為0x0001。

• 3.棧內存中變量str指向堆內存中String對象的首地址0x0001。

• 4.String對象首先到常量池中查找有沒有字符串a(chǎn)，如果有則指向字符串a(chǎn)，如果沒有則創(chuàng)建。

6.解題分析

在學習了上面的知識之后，我們再回過頭來分析一下這道面試題：

以A、B、C標識三段邏輯，分別來看下：

• A：

步驟分析：

• 1.在棧內存中創(chuàng)建一個變量名為str（實參）的引用。

• 2.在常量池中查找字符串hello，沒有找到，創(chuàng)建一個字符串hello。

• 3.棧內存中的變量str（實參）指向常量池中的字符串hello。

• 4.在棧內存中創(chuàng)建一個變量名為str（形參）的引用。

• 5.在常量池中查找字符串changed，沒有找到，創(chuàng)建一個字符串changed。

• 6.棧內存中的變量str（形參）指向常量池中的字符串changed。

此時打印實參str的值，輸出hello

• B:

• 1.在棧內存中創(chuàng)建一個變量名為a（實參）的引用。

• 2.在堆內存中創(chuàng)建一個String對象，地址為0x0001，引用變量a（實參）指向此地址。

• 3.String對象首先到常量池中查找有沒有字符串hello，沒有找到，在常量池中創(chuàng)建字符串hello并指向它。

• 4.在棧內存中創(chuàng)建一個變量名為a（形參）的引用。

• 5.在堆內存中創(chuàng)建一個String對象，地址為0x0011，引用變量a（形參）指向此地址。

• 6.String對象首先到常量池中查找有沒有字符串changed，沒有找到，在常量池中創(chuàng)建字符串changed并指向它。

此時打印實參a中的值，輸出hello

• C：

• 1.在棧內存中創(chuàng)建一個變量名為a1（實參）的引用。

• 2.在堆內存中創(chuàng)建一個String對象，地址為0x0001，引用變量a1（實參）指向此地址。

• 3.String對象首先到常量池中查找有沒有字符串hello，沒有找到，在常量池中創(chuàng)建字符串hello并指向它。

• 4.在棧內存中創(chuàng)建一個變量名為a1（形參）的引用，指向0x0001地址。

• 5.String對象首先到常量池中查找有沒有字符串changed，沒有找到，在常量池中創(chuàng)建字符串changed并指向它，不再指向字符串hello。

此時打印實參a中的值，輸出changed

7.寫在最后

到這里，關于這道Java面試題的總結就完成了，關聯(lián)的東西還不少，如果遇到問題或者有錯誤的地方，可以給我留言，謝謝！

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