首先是概念層面的幾個問題：
然后是運(yùn)用層面：
好了，問題提完了，如果您都能一眼看出答案，那么，沒有必要再浪費(fèi)您寶貴的時間看下去了。
如果您還不太明白，請跟隨我一路走下去。
Java中運(yùn)行時內(nèi)存結(jié)構(gòu)
1.1 方法區(qū)：
方法區(qū)是系統(tǒng)分配的一個內(nèi)存邏輯區(qū)域，是JVM在裝載類文件時，用于存儲類型信息的(類的描述信息)。
方法區(qū)存放的信息包括：
1.1.1類的基本信息：
1.1.2已裝載類的詳細(xì)信息：
在方法區(qū)中，每個類型都對應(yīng)一個常量池，存放該類型所用到的所有常量，常量池中存儲了諸如文字字符串、final變量值、類名和方法名常量。它們以數(shù)組形式通過索引被訪問，是外部調(diào)用與類聯(lián)系及類型對象化的橋梁。（存的可能是個普通的字符串，然后經(jīng)過常量池解析，則變成指向某個類的引用）
字段信息存放類中聲明的每一個字段的信息，包括字段的名、類型、修飾符。
字段名稱指的是類或接口的實(shí)例變量或類變量，字段的描述符是一個指示字段的類型的字符串，如private A a=null;則a為字段名，A為描述符，private為修飾符
類中聲明的每一個方法的信息，包括方法名、返回值類型、參數(shù)類型、修飾符、異常、方法的字節(jié)碼。
(在編譯的時候，就已經(jīng)將方法的局部變量、操作數(shù)棧大小等確定并存放在字節(jié)碼中，在裝載的時候，隨著類一起裝入方法區(qū)。)
| 在運(yùn)行時，JVM從常量池中獲得符號引用，然后在運(yùn)行時解析成引用項的實(shí)際地址，最后通過常量池中的全限定名、方法和字段描述符，把當(dāng)前類或接口中的代碼與其它類或接口中的代碼聯(lián)系起來。 |
這個沒什么好說的，就是類變量，類的所有實(shí)例都共享，我們只需知道，在方法區(qū)有個靜態(tài)區(qū)，靜態(tài)區(qū)專門存放靜態(tài)變量和靜態(tài)塊。
由此我們可以知道反射的基礎(chǔ)：
| 在裝載類的時候，加入方法區(qū)中的所有信息，最后都會形成Class類的實(shí)例，代表這個被裝載的類。方法區(qū)中的所有的信息，都是可以通過這個Class類對象反射得到。我們知道對象是類的實(shí)例，類是相同結(jié)構(gòu)的對象的一種抽象。同類的各個對象之間，其實(shí)是擁有相同的結(jié)構(gòu)（屬性），擁有相同的功能（方法），各個對象的區(qū)別只在于屬性值的不同。 同樣的，我們所有的類，其實(shí)都是Class類的實(shí)例，他們都擁有相同的結(jié)構(gòu)-----Field數(shù)組、Method數(shù)組。而各個類中的屬性都是Field屬性的一個具體屬性值，方法都是Method屬性的一個具體屬性值。 |
在運(yùn)行時，JVM從常量池中獲得符號引用，然后在運(yùn)行時解析成引用項的實(shí)際地址，最后通過常量池中的全限定名、方法和字段描述符，把當(dāng)前類或接口中的代碼與其它類或接口中的代碼聯(lián)系起來。
1.2 Java棧
JVM棧是程序運(yùn)行時單位，決定了程序如何執(zhí)行，或者說數(shù)據(jù)如何處理。
在Java中，一個線程就會有一個線程的JVM棧與之對應(yīng)，因?yàn)椴贿^的線程執(zhí)行邏輯顯然不同，因此都需要一個獨(dú)立的JVM棧來存放該線程的執(zhí)行邏輯。
對方法的調(diào)用：
Java棧內(nèi)存，以幀的形式存放本地方法的調(diào)用狀態(tài)，包括方法調(diào)用的參數(shù)、局部變量、中間結(jié)果等（方法都是以方法幀的形式存放在方法區(qū)的），每調(diào)用一個方法就將對應(yīng)該方法的方法幀壓入Java 棧，成為當(dāng)前方法幀。當(dāng)調(diào)用結(jié)束(返回)時，就彈出該幀。
這意味著：
在方法中定義的一些基本類型的變量和引用變量都在方法的棧內(nèi)存中分配。當(dāng)在一段代碼塊定義一個變量時，Java 就在棧中為這個變量分配內(nèi)存空間，當(dāng)超過變量的作用域后（方法執(zhí)行完成后），Java 會自動釋放掉為該變量所分配的內(nèi)存空間，該內(nèi)存空間可以立即被另作它用。--------同時，因?yàn)樽兞勘会尫?，該變量對?yīng)的對象，也就失去了引用，也就變成了可以被gc對象回收的垃圾。
因此我們可以知道成員變量與局部變量的區(qū)別：
| 局部變量，在方法內(nèi)部聲明，當(dāng)該方法運(yùn)行完時，內(nèi)存即被釋放。 成員變量，只要該對象還在，哪怕某一個方法運(yùn)行完了，還是存在。 從系統(tǒng)的角度來說，聲明局部變量有利于內(nèi)存空間的更高效利用（方法運(yùn)行完即回收）。 成員變量可用于各個方法間進(jìn)行數(shù)據(jù)共享。 |
Java 棧內(nèi)存的組成：
局部變量區(qū)、操作數(shù)棧、幀數(shù)據(jù)區(qū)組成。
（1）：局部變量區(qū)為一個以字為單位的數(shù)組，每個數(shù)組元素對應(yīng)一個局部變量的值。調(diào)用方法時，將方法的局部變量組成一個數(shù)組，通過索引來訪問。若為非靜態(tài)方法，則加入一個隱含的引用參數(shù)this,該參數(shù)指向調(diào)用這個方法的對象。而靜態(tài)方法則沒有this參數(shù)。因此，對象無法調(diào)用靜態(tài)方法。
由此，我們可以知道，方法什么時候設(shè)計為靜態(tài)，什么時候?yàn)榉庆o態(tài)？
| 前面已經(jīng)說過，對象是類的一個實(shí)例，各個對象結(jié)構(gòu)相同，只是屬性不同。 而靜態(tài)方法是對象無法調(diào)用的。 所以，靜態(tài)方法適合那些工具類中的工具方法，這些類只是用來實(shí)現(xiàn)一些功能，也不需要產(chǎn)生對象，通過設(shè)置對象的屬性來得到各個不同的個體。 |
（2）：操作數(shù)棧也是一個數(shù)組，但是通過棧操作來訪問。所謂操作數(shù)是那些被指令操作的數(shù)據(jù)。當(dāng)需要對參數(shù)操作時如a=b+c,就將即將被操作的參數(shù)壓棧，如將b 和c 壓棧，然后由操作指令將它們彈出，并執(zhí)行操作。虛擬機(jī)將操作數(shù)棧作為工作區(qū)。
（3）：幀數(shù)據(jù)區(qū)處理常量池解析，異常處理等
1.3 java堆
java的堆是一個運(yùn)行時的數(shù)據(jù)區(qū)，用來存儲數(shù)據(jù)的單元，存放通過new關(guān)鍵字新建的對象和數(shù)組，對象從中分配內(nèi)存。
在堆中聲明的對象，是不能直接訪問的，必須通過在棧中聲明的指向該引用的變量來調(diào)用。引用變量就相當(dāng)于是為數(shù)組或?qū)ο笃鸬囊粋€名稱，以后就可以在程序中使用棧中的引用變量來訪問堆中的數(shù)組或?qū)ο蟆?/font>
由此我們可以知道,引用類型變量和對象的區(qū)別:
| 聲明的對象是在堆內(nèi)存中初始化的， 真正用來存儲數(shù)據(jù)的。不能直接訪問。 引用類型變量是保存在棧當(dāng)中的，一個用來引用堆中對象的符號而已（指針）。 |
堆與棧的比較：
JAVA堆與棧都是用來存放數(shù)據(jù)的，那么他們之間到底有什么差異呢？既然棧也能存放數(shù)據(jù)，為什么還要設(shè)計堆呢？
1.從存放數(shù)據(jù)的角度:
前面我們已經(jīng)說明:
棧中存放的是基本類型的變量or引用類型的變量
堆中存放的是對象or數(shù)組對象.
在棧中，引用變量的大小為32位，基本類型為1-8個字節(jié)。
但是對象的大小和數(shù)組的大小是動態(tài)的，這也決定了堆中數(shù)據(jù)的動態(tài)性，因?yàn)樗窃谶\(yùn)行時動態(tài)分配內(nèi)存的，生存期也不必在編譯時確定，Java 的垃圾收集器會自動收走這些不再使用的數(shù)據(jù)。
2.從數(shù)據(jù)共享的角度:
1).在單個線程類，棧中的數(shù)據(jù)可共享
例如我們定義：
int a=3;int b=3;
編譯器先處理int a = 3；首先它會在棧中創(chuàng)建一個變量為a 的引用，然后查找棧中是否有3 這個值，如果沒找到，就將3 存放進(jìn)來，然后將a 指向3。接著處理int b = 3；在創(chuàng)建完b 的引用變量后，因?yàn)樵跅Ｖ幸呀?jīng)有3這個值，便將b 直接指向3。這樣，就出現(xiàn)了a 與b 同時均指向3的情況。
而如果我們定義：
Integer a=new Integer(3);//(1)Integer b=new Integer(3);//(2)
這個時候執(zhí)行過程為：在執(zhí)行(1)時，首先在棧中創(chuàng)建一個變量a，然后在堆內(nèi)存中實(shí)例化一個對象，并且將變量a指向這個實(shí)例化的對象。在執(zhí)行(2)時，過程類似，此時，在堆內(nèi)存中，會有兩個Integer類型的對象。
2).在進(jìn)程的各個線程之間，數(shù)據(jù)的共享通過堆來實(shí)現(xiàn)
例：那么，在多線程開發(fā)中，我們的數(shù)據(jù)共享又是怎么實(shí)現(xiàn)的呢？
如圖所示，堆中的數(shù)據(jù)是所有線程棧所共享的，我們可以通過參數(shù)傳遞，將一個堆中的數(shù)據(jù)傳入各個棧的工作內(nèi)存中，從而實(shí)現(xiàn)多個線程間的數(shù)據(jù)共享
（多個進(jìn)程間的數(shù)據(jù)共享則需要通過網(wǎng)絡(luò)傳輸了。）
3.從程序設(shè)計的的角度:
從軟件設(shè)計的角度看，JVM棧代表了處理邏輯，而JVM堆代表了數(shù)據(jù)。這樣分開，使得處理邏輯更為清晰。分而治之的思想。這種隔離、模塊化的思想在軟件設(shè)計的方方面面都有體現(xiàn)。
4.值傳遞和引用傳遞的真相
有了以上關(guān)于棧和堆的種種了解后，我們很容易就可以知道值傳遞和引用傳遞的真相：
| 1.程序運(yùn)行永遠(yuǎn)都是在JVM棧中進(jìn)行的，因而參數(shù)傳遞時，只存在傳遞基本類型和對象引用的問題。不會直接傳對象本身。 但是傳引用的錯覺是如何造成的呢? 在運(yùn)行JVM棧中，基本類型和引用的處理是一樣的，都是傳值，所以，如果是傳引用的方法調(diào)用，也同時可以理解為“傳引用值”的傳值調(diào)用，即引用的處理跟基本類型是完全一樣的。 但是當(dāng)進(jìn)入被調(diào)用方法時，被傳遞的這個引用的值，被程序解釋(或者查找)到JVM堆中的對象，這個時候才對應(yīng)到真正的對象。 如果此時進(jìn)行修改，修改的是引用對應(yīng)的對象，而不是引用本身，即：修改的是JVM堆中的數(shù)據(jù)。所以這個修改是可以保持的了。 |
最后：
從某種意義上來說對象都是由基本類型組成的。
| 可以把一個對象看作為一棵樹，對象的屬性如果還是對象，則還是一顆樹(即非葉子節(jié)點(diǎn))，基本類型則為樹的葉子節(jié)點(diǎn)。程序參數(shù)傳遞時，被傳遞的值本身都是不能進(jìn)行修改的，但是，如果這個值是一個非葉子節(jié)點(diǎn)(即一個對象引用)，則可以修改這個節(jié)點(diǎn)下面的所有內(nèi)容。 |
其實(shí)，面向?qū)ο蠓绞降某绦蚺c以前結(jié)構(gòu)化的程序在執(zhí)行上沒有任何區(qū)別。
面向?qū)ο蟮囊耄皇?/span>改變了我們對待問題的思考方式，而更接近于自然方式的思考。
當(dāng)我們把對象拆開，其實(shí)對象的屬性就是數(shù)據(jù)，存放在JVM堆中;而對象的行為(方法)，就是運(yùn)行邏輯，放在JVM棧中。我們在編寫對象的時候，其實(shí)即編寫了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，也編寫的處理數(shù)據(jù)的邏輯。
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