通过内存模型深入理解参数传递方式

无论是什么语言，要讨论参数传递方式，就得从内存模型说起，主要是我个人觉得从内存模型来说参数传递更为直观一些。闲言少叙，下面我们就通过内存模型的方式来讨论一下Java中的参数传递。

这里的内存模型涉及到两种类型的内存：栈内存(stack)和堆内存(heap)。基本类型作为参数传递时，传递的是这个值的拷贝。无论你怎么改变这个拷贝，原值是不会改变的。看下边的一段代码，然后结合内存模型来说明问题：

public class ParameterTransfer {
public static void main(String[] args) {
int num = 30;
System.out.println("调用add方法前num=" + num);
add(num);
System.out.println("调用add方法后num=" + num);
}

public static void add(int param) {
param = 100;
}

}

结果：

调用add方法前num=30
调用add方法后num=30

程序运行的结果也说明这一点，无论你在add()方法中怎么改变参数param的值，原值num都不会改变。

下边通过内存模型来分析一下。

当执行了int num = 30;这句代码后，程序在栈内存中开辟了一块地址为AD8500的内存，里边放的值是30，内存模型如下图：



执行到add()方法时，程序在栈内存中又开辟了一块地址为AD8600的内存，将num的值30传递进来，此时这块内存里边放的值是30，执行param = 100;后，AD8600中的值变成了100。内存模型如下图：



执行到add()方法时，程序在栈内存中又开辟了一块地址为AD8600的内存，将num的值30传递进来，此时这块内存里边放的值是30，执行param = 100;后，AD8600中的值变成了100。内存模型如下图：

public class ParameterTransfer {
public static void main(String[] args) {
String[] array = new String[] {"huixin"};
System.out.println("调用reset方法前array中的第0个元素的值是:" + array[0]);
reset(array);
System.out.println("调用reset方法后array中的第0个元素的值是:" + array[0]);
}

public static void reset(String[] param) {
param[0] = "hello, world!";
}

}

结果：

调用reset方法前array中的第0个元素的值是:huixin
调用reset方法后array中的第0个元素的值是:hello, world!

当对象作为参数传递时，传递的是对象的引用，也就是对象的地址。下边用内存模型图来说明。



当程序执行了String[] array = new String[] {“huixin”}后，程序在栈内存中开辟了一块地址编号为AD9500内存空间，用于存放array[0]的引用地址，里边放的值是堆内存中的一个地址，示例中的值为BE2500，可以理解为有一个指针指向了堆内存中的编号为BE2500的地址。堆内存中编号为BE2500的这个地址中存放的才是array[0]的值：huixin。

当程序进入reset方法后，将array的值，也就是对象的引用BE2500传了进来。这时，程序在栈内存中又开辟了一块编号为AD9600的内存空间，里边放的值是传递过来的值，即AD9600。可以理解为栈内存中的编号为AD9600的内存中有一个指针，也指向了堆内存中编号为BE2500的内存地址，如图所示：



这样一来，栈内存AD9500和AD9600(即array[0]和param的值)都指向了编号为BE2500的堆内存。

在reset方法中将param的值修改为hello, world!后，内存模型如下图所示：



改变对象param的值实际上是改变param这个栈内存所指向的堆内存中的值。param这个对象在栈内存中的地址是AD9600，里边存放的值是BE2500，所以堆内存BE2500中的值就变成了hello,world!。程序放回main方法之后，堆内存BE2500中的值仍然为hello,world!，main方法中array[0]的值时，从栈内存中找到array[0]的值是BE2500，然后去堆内存中找编号为BE2500的内存，里边的值是hello,world!。所以main方法中打印出来的值就变成了hello,world!

无论是基本类型作为参数传递，还是对象作为参数传递，实际上传递的都是值，只是值的的形式不用而已。第一个示例中用基本类型作为参数传递时，将栈内存中的值30传递到了add方法中。第二个示例中用对象作为参数传递时，将栈内存中的值BE2500传递到了reset方法中。当用对象作为参数传递时，真正的值是放在堆内存中的，传递的是栈内存中的值，而栈内存中存放的是堆内存的地址，所以传递的就是堆内存的地址。这就是它们的区别。

补充一下，在Java中，String是一个引用类型，但是在作为参数传递的时候表现出来的却是基本类型的特性，即在方法中改变了String类型的变量的值后，不会影响方法外的String变量的值。关于这个问题，可以参考如下两个地址：

http://freej.blog.51cto.com/235241/168676

http://dryr.blog.163.com/blog/static/58211013200802393317600/

我觉得是这两篇文章中提到的两个原因导致的，一个是String实际上操作的是char[]，可以理解为String是char[]的包装类。二是给String变量重新赋值后，实际上没有改变这个变量的值，而是重新new了一个String对象，改变了新对象的值，所以原来的String变量的值并没有改变。