通過字節碼分析Java值傳遞

在C++中存在值傳遞、引用傳遞、指針傳遞，而在Java中的參數傳遞也經常令人疑惑，是值傳遞，還是引用傳遞？

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1 形參和實參

形式參數，是在方法定義階段，是定義某個函數時使用的參數，用於接收實參傳入。例f(x,y)中x和y是形參。

實際參數，是在方法調用階段，是主調函數調用有參函數時，實際傳遞的內容。例f(3,7)中3和7是實參。

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2 值傳遞和引用傳遞

值傳遞和引用傳遞不是簡單地通過傳遞內容區分的。如果是值，就是值傳遞；如果是引用，就是引用傳遞。這一理解是不正確的。

• 值傳遞，是指在調用函數時將實際參數複製一份傳遞給函數形參。此時，在函數中對形參做修改，不影響實際參數。

• 引用傳遞，是指在調用函數時將實際參數的地址直接傳遞給函數形參。此時，在函數中對參數做修改，將影響實際參數。

根本區別在於值傳遞會創建副本，因此函數中無法改變原始對象；引用傳遞不創建副本，函數中可以改變原始對象。

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3 通過一個經典案例理解Java值傳遞

public class ParamPassing {
    private static int intStatic = 222;
    private static String stringStatic = "old string";
    private static StringBuilder stringBuilderStatic = new StringBuilder("old stringBuilder");

    public static void main(String[] args) {
        // 方法調用1
        method(intStatic);
        System.out.println(intStatic);
        // 方法調用2
        method();
        System.out.println(intStatic);
        // 方法調用3
        method(stringStatic);
        System.out.println(stringStatic);
        // 方法調用4
        method(stringBuilderStatic, stringBuilderStatic);
        System.out.println(stringBuilderStatic);
    }

    // 方法1
    public static void method(int intStatic) {
        intStatic = 777;
    }

    // 方法2
    public static void method() {
        intStatic = 888;
    }

    // 方法3
    public static void method(String stringStatic) {
        stringStatic = "new string";
    }

    // 方法4
    public static void method(StringBuilder stringBuilderStatic1, StringBuilder stringBuilderStatic2) {
        stringBuilderStatic1.append(".method.first-");
        stringBuilderStatic2.append(".method.second-");

        // 引用重新賦值
        stringBuilderStatic1 = new StringBuilder("new stringBuilder");
        stringBuilderStatic1.append("new method's append");
    }
}

運行結果：
222
888
old string
old stringBuilder.method.first-.method.second-

方法1，參數是局部變量，拷貝的變量值是777，會存入虛擬機棧中的局部變量表的第一個位置。在方法內部，根據作用於就近原則，使用局部變量的參數，操作與實參無關。而方法2，先把本地賦值的888壓入虛擬機棧中的操作棧，然後給靜態遍歷intStatic賦值。

public static void method(int);
Code:
   0: sipush        777   // 將常量加載到操作數棧
   3: istore_0            // 將一個數值從操作數棧存儲到局部變量表
   4: return              // 返回

public static void method();
Code:
   0: sipush        888
   3: putstatic     #2    // Field intStatic:I 訪問類變量(static字段)
   6: return

方法3，String是immutable對象，類中沒有提供任何方法用來修改對象。“old string"仍然由實參持有，在方法3中，會重新new一個String對象，並把引用賦給形參。

方法4，直接使用參數引用，可以修改對象；當對引用重新賦值後，不再影響實參。
當stringBuilderStatic引用作爲實參傳遞給形參stringBuilderStatic1時，此時形參是stringBuilderStatic的一個副本，兩個引用共同指向StringBuilder對象所在的堆內存地址，此時對形參的任何修改都會改變對象屬性。當創建新對象並賦值給stringBuilderStatic1後，該引用指向了新的內存地址，對其修改不會改變原對象的屬性。

0: aload_0                 // 引用類型入棧
1: ldc           #14       // 將常量值從常量池推到棧頂
// String .method.first-
3: invokevirtual #15       // 調用實例方法               
// Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
6: pop                     // 棧頂元素出棧

14: new           #17      // 創建實例
// class java/lang/StringBuilder
17: dup                    // 賦值棧頂數值，壓入棧頂
18: ldc           #18                 
// String new stringBuilder
20: invokespecial #19      // 實例初始化                
// Method java/lang/StringBuilder."<init>":(Ljava/lang/String;)V
23: astore_0               // 將棧中ref引用存到局部變量表

24: aload_0                // 加載局部變量到操作數棧
25: ldc           #20      // 加載常量到操作數棧
// String new method's append
27: invokevirtual #15      // 調實例方法
// Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
30: pop                    // 操作數棧頂元素出棧
31: return                 // 方法返回指令