实参和形参
public int sum(int x,int y) {
return x+y;
}
sum(2,3);
上面的代码中sum()方法中的x,y就是形参,而调用方法sum(2,3)中的2与3就是实参。形参是在方法定义阶段,而实参实在方法调用阶段。
查看字节码
基本类型参数调用
private static int intStatic = 222;
public static void main(String[] args) {
method(intStatic);
System.out.println(intStatic);
}
public static void method(int intStatic) {
intStatic = 777;
}
上面的method()方法的字节码(javap -verbose XXX.class
)如下:
public static void method(int);
descriptor: (I)V
flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
Code:
stack=1, locals=1, args_size=1
0: sipush 777
3: istore_0
4: return
LineNumberTable:
line 13: 0
line 14: 4
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 5 0 intStatic I
sipush: 将一个短整形常量值推送至栈顶
iconst 将int形式-1-5推送到栈顶
bipush表示将单字节的常量值(-128-127)推送至栈顶
sipush表示一个短整形常量值(-32768-32767)推送至栈顶
istore_0: 将栈顶int型数值存入第一个本地变量。
上面字节码的意思就是将777推送到栈顶,然后将其赋值给intStatic这个本地变量。所以我们输出的结果是222,因为method()中的赋值是对本地变量进行赋值的,并没有改变static变量的值,这也是Java的变量就近原则,当然可以使用Class.intStatic这样的方式显示声明。
不可变对象参数调用
private static String stringStatic = "old string";
public static void main(String[] args) {
method(stringStatic);
System.out.println(stringStatic);
}
public static void method(String stringStatic) {
stringStatic = "new string";
}
上面输出的结果是old string
,同样反编译看下字节码
Constant pool:
#6 = String #35 // new string
#7 = String #36 // old string
#10 = Utf8 stringStatic
#35 = Utf8 new string
#36 = Utf8 old string
public static void method(java.lang.String);
descriptor: (Ljava/lang/String;)V
flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
Code:
stack=1, locals=1, args_size=1
0: ldc #6 // String new string
2: astore_0
3: return
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 4 0 stringStatic Ljava/lang/String;
ldc: 将int、float或String型常量值从常量池中推送至栈顶。
astore_0: 将栈顶引用型数值存入第一个本地变量。
字节码的意思是将#6(符号引用)的值推送至栈顶,然后将其引用型数值赋值给第一个本地变量(stringStatic)。
可以看到这里的#6表示是一个String类型数据,它指向常量池中一个CONSTANT_Utf8_info(缩写Utf8,Class文件中方法字段等都需要引用它来描述名称)类型,这个常量代表了类(或者接口)的全限定名称,在运行的时候,JVM会根据这个全限定名称来实例化这个类,那个时候符号引用会被转换为直接引用(就是内存中的地址)。
运行时常量池
上面一直在说常量池,那么常量池到底是个什么东东?
我们都知道方法区与Java堆一样,是各个线程共享的内存区域,它用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码。
Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外,还有一项是常量池(Constant Pool Table),用于存放编译期产生的各种字面量和符号引用,这部分内容将在类加载后进入方法区的运行时常量池中存放。
运行时常量池相对于Class文件常量池的另外一个重要特征是具备动态性,Java语言并不要求常量一定只有在编译器才能产生,也就是并非预置入Class文件常量池的内容才能进入方法区运行时常量池,运行期间也可以将新的常量放入池中,String.intern()方法就是典型的代表。
永久代和方法区,很多人会迷惑。方法区是JVM规范,而永久代只是实现。
从JDK7开始常量池已经从方法区移动到堆中
文本字符串、声明为final的常量值都为字面量,而符号引用包含了下面三类常量
1. 类和接口的全限定名
2. 字段的名称和描述符
3. 方法的名称和描述符
Constant pool:
#1 = Methodref #9.#28 // java/lang/Object."<init>":()V
#2 = Fieldref #8.#29 // com/generalthink/kafka/ParamDemo.stringStatic:Ljava/lang/String;
#3 = Methodref #8.#30 // com/generalthink/kafka/ParamDemo.method:(Ljava/lang/String;)V
#8 = Class #37 // com/generalthink/kafka/ParamDemo
所以,编译器符号引用stringStatic和字面量old string会被加入到Class文件的常量池中,然后在类加载阶段,这两个常量会进入运行时常量池。
可变对象参数调用
上面的参数传递的是不可变对象,这里变成可变对象我们再次分析下
private static StringBuilder stringBuilderStatic = new StringBuilder("old stringBuilder");
public static void main(String[] args) {
method(stringBuilderStatic);
System.out.println(stringBuilderStatic);
}
public static void method(StringBuilder stringBuilderStaticParam) {
stringBuilderStaticParam.append(" first append");
stringBuilderStaticParam = new StringBuilder("new stringBuilder");
stringBuilderStaticParam.append(" new method's append");
}
查看对应的关键字节码如下:
Constant pool:
#6 = String #41 // first append
#8 = Class #43 // java/lang/StringBuilder
#9 = String #44 // new stringBuilder
#11 = String #46 // new method's append
#12 = String #47 // old stringBuilder
#15 = Utf8 stringBuilderStatic
#30 = Utf8 stringBuilderStaticParam
#41 = Utf8 first append
#43 = Utf8 java/lang/StringBuilder
#44 = Utf8 new stringBuilder
#46 = Utf8 new method's append
#47 = Utf8 old stringBuilder
public static void method(java.lang.StringBuilder);
descriptor: (Ljava/lang/StringBuilder;)V
flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
Code:
stack=3, locals=1, args_size=1
0: aload_0
1: ldc #6 // String first append
3: invokevirtual #7 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
6: pop
7: new #8 // class java/lang/StringBuilder
10: dup
11: ldc #9 // String new stringBuilder
13: invokespecial #10 // Method java/lang/StringBuilder."<init>":(Ljava/lang/String;)V
16: astore_0
17: aload_0
18: ldc #11 // String new method's append
20: invokevirtual #7 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
23: pop
24: return
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 25 0 stringBuilderStaticParam Ljava/lang/StringBuilder;
aload_0:将第一个引用类型本地变量推送至栈顶。
ldc : 将int、float或String型常量值从常量池中推送至栈顶。
invokevirtual:用于调用一些需要特殊处理的实例方法,包括实例初始化方法、私有方法和父类方法
pop: 将栈顶数值弹出(不能是long或double类型)
new: 创建一个对象,并将其引用值压入栈顶
dup:复制栈顶数值并将复制值压入栈顶
astore_0 : 将栈顶引用型数值存入第一个本地变量
return : 从当前方法返回void
需要注意的是aload_0中的0指的是LocalVariableTable
中slot为0的参数,这里指的是stringBuilderStaticParam。它是把静态变量的引用赋值给虚拟机栈帧中的局部变量表。
上面字节码的意思就是stringBuilderStaticParam推送至栈顶,然后将first append常量值推送到栈顶,调用StringBuilder.append方法得到结果,最后出栈。
接着new一个StringBuilder,将返回的地址复制一份压入栈顶,然后在将这个地址存入stringBuilderStaticParam。然后重新aload到操作栈顶(这里的值已经被进行了覆盖,所以后续对于stringBuilderStaticParam的append操作与类的静态变量stringBuilderStatic没有任何关系),然后接着调用append方法,最后返回void。
需要注意的是stringBuilderStatic仅仅只是一个指针,一个指向内存中具体地址的指针而已,它并不是这个内存地址。java spec中声明说,java中的所有东西都是值传递,从没有引用传递这个玩意儿
代码是检验整理的唯一标准,现在假设是引用传递,那么执行method方法之后,输出的结果就应该是new stringBuilder new method's append
,但是输出结果并不是,所以参数传递是值传递,这个值对对象来说是指针而已。
this是如何实现的
int m = 1;
public static void main(String[] args) {
ParamDemo demo = new ParamDemo();
System.out.println(demo.method());
}
public int method() {
return m + 1;
}
我们在method()方法中调用了m,这里隐式的使用了this,其实是this.m。那么this式如何实现的呢?
public int method();
descriptor: ()I
flags: ACC_PUBLIC
Code:
stack=2, locals=1, args_size=1
0: aload_0
1: getfield #2 // Field m:I
4: iconst_1
5: iadd
6: ireturn
LineNumberTable:
line 15: 0
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 7 0 this Lcom/generalthink/kafka/ParamDemo;
}
我们在LocalVariableTable中可以发现this成为了一个参数,它的实现就是这样简单,Javac编译器编译的时候把this关键字的访问转变为对一个普通方法参数的访问,然后在虚拟机调用实例方法时自动传入此参数。
一说到this肯定就会想起super,其实super就是一个普通的方法调用,通过invokespecial指令实现。
String.intern()原理
当使用intern()方法的时候你要想到方法作用是将字面量动态的加入运行时常量池。如果运行时常量池中已经存在了相同的字符串(equals方法决定),则返回池中的对象,否则将其加入到常量池后返回对应的引用。
String s1 = "Hello";
String s2 = new String("Hello").intern();
//true
System.out.println(s1 == s2);
输出结果为true,编译期间"Hello"这个字面量已经加入到了常量池,运行期间,调用了intern()方法,先根据equals方法判断两个字符串相等,然后返回常量池当中Hello的引用地址,所以此时s1,s2其实指向的是同一个地址。
我们将代码做一点修改
String s1 = "Hello";
String s2 = "World";
String s3 = s1 + s2;
String s4 = "Hello" + "World";
System.out.println(s3 == s4);
System.out.println(s3.intern() == s4);
输出结果分别为false和true。我们注意到s3和s4最多的不同就是,s3是由变量相加得到的,同样查看字节码
#2 = String #37 // Hello
#3 = String #38 // World
#4 = Class #39 // java/lang/StringBuilder
#5 = Methodref #4.#36 // java/lang/StringBuilder."<init>":()V
#6 = Methodref #4.#40 // java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
#7 = Methodref #4.#41 // java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
#8 = String #42 // HelloWorld
public static void main(java.lang.String[]);
descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
Code:
stack=3, locals=5, args_size=1
0: ldc #2 // String Hello
2: astore_1
3: ldc #3 // String World
5: astore_2
6: new #4 // class java/lang/StringBuilder
9: dup
10: invokespecial #5 // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
13: aload_1
14: invokevirtual #6 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
17: aload_2
18: invokevirtual #6 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
21: invokevirtual #7 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
24: astore_3
25: ldc #8 // String HelloWorld
27: astore 4
...
从字节码可以看出来s3实际上是调用了StringBuilder.append()方法来得到的,而s4的值在编译的时候就可以直接确定,它是一个准确的值,所以此时HelloWorld在常量池中就存在了。