面试题系列第7篇：Java方法到底是值传递还是引用传递？

待我称王封你为后i 2022-12-04 08:37 100阅读 0赞

> 《Java面试题系列》：一个长知识又很有意思的专栏。深入挖掘、分析源码、汇总原理、图文结合，打造公众号系列文章，面试与否均可提升Level。欢迎持续关注【程序新视界】。本篇为第7篇。

要点：Java方法到底是值传递还是引用传递？

这个问题一直在技术讨论区争论不休。对于初级人员来说很具有迷惑性，即便对于很多高级开发来说，也搞不清楚。本篇文章就带大家探究一下底层的原理，最终化繁为简，让大家通过一两句话就明白到底是值传递还是引用传递。

### 面试题 ###

常见面试题，执行以下代码，查看对应的打印结果：

@Test
    public void test1() {
    	String[] arr = {"关注", "程序", "新视界"};
    	String name = "二师兄";
    	System.out.println("before change : arr=" + Arrays.toString(arr));
    	System.out.println("before change : name=" + name);
    	change(arr, name);
    
    	System.out.println("after change : arr=" + Arrays.toString(arr));
    	System.out.println("after change : name=" + name);
    }
    
    public void change(String[] arr, String name) {
    	arr[0] = "公众号";
    	name = new String("Steven");
    
    	System.out.println("in change method : arr=" + Arrays.toString(arr));
    	System.out.println("in change method : name=" + name);
    }

先想一下三个地方打印的结果有什么不同，再对照一下执行程序之后的结果：

before change : arr=[关注, 程序, 新视界]
    before change : name=二师兄
    in change method : arr=[公众号, 程序, 新视界]
    in change method : name=Steven
    after change : arr=[公众号, 程序, 新视界]
    after change : name=二师兄

是不是有疑问，为什么在change方法内修改了name，但最终结果却并没有修改？而arr修改了第0个位置的内容却成功的修改了？难道第一个参数是引用传递，第二个参数是值传递？

下面我们来逐一解决上面的疑问，并汇总最终的结论。

### 值传递与引用传递 ###

首先来了解一下值传递和引用传递的概念：

值传递（pass by value）是指在调用函数时将实际参数复制一份传递到函数中，在函数内对参数进行修改，不会影响到实际参数。

引用传递（pass by reference）是指在调用函数时将实际参数的地址直接传递到函数内，在函数内对参数所进行的修改，将影响到实际参数。

通过概念我们可以得出区分值传递和引用传递的本质区别就是：实际参数的值是复制了一份，还是直接拿去用了。

### 基础类型和String的传递过程 ###

在此问题上经常有一个理解误区：值传递和引用传递区分的条件是传递的内容，如果是个值就是值传递。如果是个引用，就是引用传递。

注意，上面的理解是错误的，值传递和引用传递的表现形式貌似与对象类型有关，但本质上是无关的。

先来看一下基础类型和String类型通常在内存中存在的形式。更多展现形式我们在本系列文章的前几篇文章中已经多次提到。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dvNTQxMDc1NzU0_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

总结一下就是方法内基础类型的引用和值分配在栈中，String类型引用在栈中，值在堆（堆或字符串常量池）中。

先来看基础类型（以int为例）作为参数传递给方法时的内存结构：

@Test
    public void test2(){
    	int a = 10;
    	change(a);
    }
    
    public void change(int b) {
    	b = 2;
    }

首先在未调用方法时，变量a的内存分布如上图，当调用change方法时，int类型的a和b变量在内存中如下：

![image][]

很明显针对方法的形参b，在栈中重新复制了一份a的数据。此时，再对b重新赋值，内存会发生如下变化：

![image][image 1]

而我们知道，栈中的内容随着（change）方法的执行完成，便随之消失。也就说在整个过程中change方法只是复制了a的值，在方法内对变量b的操作并没有影响到a原本的值。

对照上面的概念，很轻易发现这个过程中就是值传递。下面再来看看针对String对象的内存结构变化。

@Test
    public void test3(){
    	String name = "Tom";
    	change(name);
    }
    
    public void change(String str) {
    	str = new String("Steven");
    }

起初时内存结构与第一张图一样，name在栈中存储，值Tom在字符串常量池中存储。当调用change方法时，内存结构如下：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dvNTQxMDc1NzU0_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

在调用方法时，change方法的形参str复制了一份变量name存储的引用地址，同样指向字符串“Tom”。

当执行到方法内的str赋值时，内存结构如下：  
![image][image 2]

此时可以看到方法内执行的赋值操作只是改变了str变量中存储的字符串的地址，并未影响到原有的name变量所指向的字符串。

以上是关于基础类型和String类的修改都符合值传递的要求：将实际参数复制一份，修改复制的参数值并不影响原有值。只不过针对String类型复制的实际值是变量中存储的引用地址。

有朋友说：不对啊，我传递进来一个对象，然后调用其set方法也可以修改对象的内容啊！

那么，我们再来看看引用类型的内存结构图。

### 引用类型的值传递 ###

我们都知道数组也属于引用类型，但为了更加明确，我们这里新创建User对象来进行验证。

@Test
    public void test4() {
    	User user = new User();
    	user.setName("Tom");
    	change(user);
    }
    
    public void change(User paramUser) {
    	paramUser.setName("Steven");
    }
    
    class User{
    
    	private String name;
    
    	public String getName() {
    		return name;
    	}
    
    	public void setName(String name) {
    		this.name = name;
    	}
    }

在执行change方法之前，内存结构图如下：

![image][image 3]

当执行change方法中的set方法之后，内存结构变为如下：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dvNTQxMDc1NzU0_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]

可以看出paramUser参数同样复制了user参数中的地址，因此也指向了堆中的User对象。那么，有朋友说User对象的确被改了啊！

需要注意的是，我们关注的不是对象内部的结构是否被改变，而是复制的原有的user参数的值是否被改变。从上图可以明显看出，原有的user中的值（引用地址），并没有发生任何改变。

那直接对paramUser赋值新对象会不会改变原有user变量的值？为了进一步验证，我们修改一下change方法中的内容：

@Test
    public void test4() {
    	User user = new User();
    	user.setName("Tom");
    	change(user);
    }
    
    public void change(User paramUser) {
    	paramUser = new User();
    	paramUser.setName("Steven");
    }

在change方法执行之前，内存结构与上面的结构一样，但执行之后，内存结构便发生了新的变化。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dvNTQxMDc1NzU0_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]

如果是引用传递的话，那么对paramUser进行重新赋值，肯定会改变原有user对应的值。但这里很显然，赋值之后paramUser只是指向了一个新的堆中的对象，并未影响到原有的user值。

### 小结 ###

通过上面的一步步分析和演示，我们可以很明显的看到出：如果是基础类型，那么在方法传递的时候复制的是（栈中）基础类型的引用和值，如果是引用类型复制的是（栈中）引用地址。

也就是说无论通过什么类型，最终都是进行了一份复制操作，而并不是直接传递实际值的引用传递。所以，在Java中本质上只有值传递，也就说Java的传参只会传递它的副本，并不会传递参数本身。

最后，通过上面的分析过程，大家是不是发现当了解了JVM的内存结构之后，很多令人疑惑的问题便迎刃而解了？所以，赶紧深入学习一下吧。

原文链接：《[面试题系列第7篇：Java方法到底是值传递还是引用传递？][7_Java]》

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[image 1]: /images/20221123/09d7a900080b404ba20366d59ed58cbf.png
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[image 2]: /images/20221123/b3a4dd356faa49bab0f660b70ff4e8b0.png
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[7_Java]: https://www.choupangxia.com/2020/09/07/java-pass-by-value/
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