面試常問的一道Java線程問題、從而引起的連環慘案

0.寫在前面

這兩天作了一道常見的Java面試題，毫無懸念的作錯了，在運行出正確答案以後，發現以本身的知識儲備居然沒法完整的解釋爲何，十分慚愧，因而有了這篇文章，對其進行總結反思。

1.題目

先看下題目:

運行結果爲：

hello
hello
changed

後面兩個還能理解，形參、實參、值傳遞、引用傳遞啥的一混合，還能說得過去，但是第一個爲何是hello呢，str不是被從新賦值了嗎，怎麼打印的仍是原來的值。

在經歷了上面的疑惑以後，一頓百度，額不對，谷歌以後，發現對下面這些概念瞭解的還不是很透徹：

什麼是棧內存、堆內存，它們有什麼區別？

初始化一個基本類型數據或者一個對象在內存中是如何進行的？

什麼是值傳遞、引用傳遞，它們有什麼區別？

String類型的數據存放在內存的什麼區域？

String str = 「a」; 和 String str = new String("a"); 在內存分配上有什麼區別？

帶着這些疑問，一塊兒往下看。

2.棧內存、堆內存

棧內存（stack）

在函數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爲引用變量）都在函數的棧內存中分配。

當在一段代碼塊中定義一個變量時，Java就在棧中爲這個變量分配內存空間，當超過變量的做用域後，Java會自動釋放掉爲該變量所分配的內存空間，該內存空間能夠當即被另做他用。

棧內存的優點是，存取速度比堆要快，僅次於寄存器，棧內存數據能夠共享。但缺點是，存在棧中的數據大小與生存期必須是肯定的，缺少靈活性。

堆內存（heap）

由new建立的對象和數組（數組new不new均可以）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組，能夠在棧內存中對應一個引用變量，引用變量的取值爲對象或數組在堆內存中的首地址，程序能夠經過棧內存的引用變量來對數組或對象進行操做。

Object obj = new Object(); obj爲引用變量，能夠經過obj變量操做Object。

3.基本類型數據、對象的內存分配

基本類型數據

int a = 1;
int b = 1;
int c = 2;

變量

步驟分析：

1.在棧內存中建立一個變量名爲a的引用，而後查找棧內存中是否存在1這個值，未找到，將1存入棧內存並將變量a指向1。

2.在棧內存中建立一個變量名爲b的引用，而後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.在棧內存中建立一個變量名爲c的引用，而後查找棧內存中是否存在2這個值，未找到，將2存入棧內存並將變量c指向2。

在上述步驟能夠看到，棧內存中的數據是能夠共享的，雖然數據是共享的，可是變量b的修改，並不會影響到變量a。

對象

Object obj = new Object();

對象

步驟分析：

1.在棧內存中建立一個變量名爲obj的引用。

2.在堆內存中建立一個Object對象，堆內存會自動計算Object對象的首地址值，假設爲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

先來講說形參和實參，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纔有意義，也就是會被分配內存空間，在fun方法執行完成後，a就會被銷燬釋放空間，這個a爲 形參 。

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

瞭解完了形參和實參，咱們再來講值傳遞和引用傳遞：

值傳遞：

在方法的執行過程當中，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複製一份傳遞到函數中，這樣若是在函數中對該值（形參的值）進行了操做，將不會影響實參的值。

java的八種基本數據類型或者String、Integer、Double做爲參數時，能夠理解爲值傳遞，修改形參不會影響實參。

引用傳遞：

在方法的執行過程當中，形參和實參的內容相同，指向堆內存中的同一塊內存地址，也就是說操做的其實都是源數據，修改形參會影響實參。

java的類類型、接口類型和數組做爲參數時，能夠理解爲引用傳遞，修改形參會影響實參。

5.String類型

String類型十分特殊，它不屬於基本數據類型，但又能夠像基本數據類型同樣用 = 賦值，還能夠經過 new 進行建立，一塊兒來看看兩種建立方式在內存中有什麼區別。

String str = 「a」;

String str = 「a」;

步驟分析：

• 1.在棧內存中建立一個變量名爲str的引用。

• 2.在常量池中查找是否有字符串a，沒有找到，建立一個字符串a。

• 3.棧內存中的變量str指向常量池中的字符串a。

String str = new String("a");

String str = new String("a");

步驟分析：

• 1.在棧內存中建立一個變量名爲str的引用。

• 2.在堆內存中建立一個String對象，堆內存會自動計算String對象的首地址值，假設爲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，若是有則指向字符串a，若是沒有則建立。

6.解題分析

在學習了上面的知識以後，咱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.在棧內存中建立一個變量名爲str（實參）的引用。

• 2.在常量池中查找字符串hello，沒有找到，建立一個字符串hello。

• 3.棧內存中的變量str（實參）指向常量池中的字符串hello。

• 4.在棧內存中建立一個變量名爲str（形參）的引用。

• 5.在常量池中查找字符串changed，沒有找到，建立一個字符串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.在棧內存中建立一個變量名爲a（實參）的引用。

• 2.在堆內存中建立一個String對象，地址爲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，在常量池中建立字符串hello並指向它。

• 4.在棧內存中建立一個變量名爲a（形參）的引用。

• 5.在堆內存中建立一個String對象，地址爲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，在常量池中建立字符串changed並指向它。

此時打印實參a中的值，輸出hello

• C：

• 1.在棧內存中建立一個變量名爲a1（實參）的引用。

• 2.在堆內存中建立一個String對象，地址爲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，在常量池中建立字符串hello並指向它。

• 4.在棧內存中建立一個變量名爲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，在常量池中建立字符串changed並指向它，再也不指向字符串hello。

此時打印實參a中的值，輸出changed

7.寫在最後

到這裏，關於這道Java面試題的總結就完成了，關聯的東西還很多，若是遇到問題或者有錯誤的地方，能夠給我留言，謝謝！