在 Java 中，理解参数传递机制对于编写高效和可维护的代码至关重要。本文将探讨基本数据类型和引用数据类型的参数传递方式，并介绍 System.identityHashCode 方法及其作用。我们将结合栈帧的概念，通过示例代码来详细解释这些机制。
System.identityHashCode 的作用
System.identityHashCode 方法用于获取对象的哈希码，这个哈希码是基于对象的内存地址的。它可以帮助我们判断两个变量是否指向同一个对象。这个哈希码与 Object 类中的 hashCode 方法不同，后者可能被重写，而 identityHashCode 保证基于对象的实际内存地址。
栈帧的概念与参数传递
⚠️：先普及一下基本知识：一个线程对应一个栈，一个栈包含多个栈帧，一个栈帧对应一个方法。
每当一个方法被调用时，Java 虚拟机（JVM）会为该方法创建一个新的栈帧。栈帧用于存储方法的局部变量、操作数栈和其他执行上下文信息。局部变量表包含了方法中的所有参数和局部变量。每个方法调用都有自己的栈帧，这些栈帧在方法调用结束后会被弹出。
基本数据类型的参数传递
对于基本数据类型（如 int, float, boolean 等），Java 使用 值传递 的方式。这意味着方法接收的是参数值的副本，而不是原始变量的引用。修改副本不会影响原始变量。
示例代码
public class Main {
public static void main(String[] args) {
int a = 1;
int hashCode = System.identityHashCode(a);
System.out.println("a: " + hashCode); // a:1456208737
modify(a);
System.out.println("a: " + hashCode); // a:1456208737
}
public static void modify(int b) {
b = 2;
int hashCode = System.identityHashCode(b);
System.out.println("b: " + hashCode); // b:288665596
}
}
解释
-
方法调用过程：
main方法中的栈帧包含了局部变量a，其值为1，哈希码为1456208737。- 当调用
modify方法时，a的值1被复制到modify方法的栈帧中的局部变量b。
-
modify方法中的操作：- 在
modify方法的栈帧中，b的值为1。将b的值修改为2，并将其哈希码输出为288665596。 - 由于
b是main方法栈帧中a值的副本，修改b不会影响a的值。
- 在
-
栈帧作用：
main方法和modify方法各自拥有独立的栈帧，局部变量表中的a和b是不同的变量，修改b不会影响a。
引用数据类型的参数传递
对于引用数据类型（如 Person 对象），Java 使用也是值传递（只不过传递的值是引用数据类型的内存地址）的方式。这意味着方法接收的是对象引用的副本，而不是对象的实际值。修改对象内容会影响所有引用该对象的变量，但修改引用本身不会影响原始引用。
示例代码
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Person p1 = new Person("mike");
int hashCode = System.identityHashCode(p1);
modify(p1);
System.out.println("p1: " + hashCode); // p1:1456208737
}
public static void modify(Person p2) {
p2.name = "lucy";
int hashCode = System.identityHashCode(p2);
System.out.println("p2: " + hashCode); // p2:1456208737
}
static class Person {
String name;
public Person(String name) {
this.name = name;
}
}
}
解释
-
方法调用过程：
main方法中的栈帧包含了局部变量p1，它是指向Person对象的引用，其哈希码为1456208737。- 当调用
modify方法时，p1的引用被复制到modify方法的栈帧中的局部变量p2。
-
modify方法中的操作：- 在
modify方法的栈帧中，此时p2也是指向同一个Person对象的引用。修改p2.name会直接影响到p1对象，因为它们指向同一个内存地址。 p2的哈希码与p1相同，因为它们是同一个对象的引用。
- 在
-
栈帧作用：
main方法和modify方法各自拥有独立的栈帧，但p1和p2指向同一个内存地址，即同一个Person对象，修改p2的内容会影响p1。
String 类型的特殊情况
String 类型是一个引用数据类型，但它是 不可变的。这意味着每次对 String 对象进行修改时，实际上会创建一个新的 String 对象，而不会改变原始对象。
示例代码
public class Main {
public static void main(String[] args) {
String a = "str1";
int hashCode = System.identityHashCode(a);
modify(a);
System.out.println("a: " + hashCode); // a:1456208737
}
public static void modify(String b) {
b = "str2";
int hashCode = System.identityHashCode(b);
System.out.println("b: " + hashCode); // b:288665596
}
}
解释
-
方法调用过程：
main方法中的栈帧包含了局部变量a，它指向String对象"str1"，其哈希码为1456208737。- 当调用
modify方法时，a的引用（即"str1"的地址）被复制到modify方法的栈帧中的局部变量b。
-
modify方法中的操作：- 在
modify方法中，将b赋值为"str2"。按理来说操作的也是同一个内存地址，也会将该内存地址中的值修改为"str2"。但是Java规定了String是不可变的，这将会在常量池创建一个新的String对象"str2"，并将b指向这个新的对象。原始的String对象"str1"仍然存在，因此a的哈希码没有改变。
- 在
-
栈帧作用：
main方法和modify方法各自拥有独立的栈帧。修改b的引用不会影响a，因为String对象的不可变性确保了原始对象不变。
总结
- 基本数据类型 的参数传递是值传递，修改方法内部的值不会影响外部变量，因为每个方法调用都有自己的栈帧。
- 引用数据类型 的参数传递是引用传递，修改方法内部的对象内容会影响外部变量，因为它们指向同一个对象。栈帧中的引用指向相同的对象内存地址。
String类型 是不可变的，对String对象的修改会创建一个新的对象，原始对象保持不变，这与对象的可变性相关。