Java到底是引用传递还是值传递

前言

前段时间在群里看到类似这样一个问题，下面的代码会输出什么呢？

public void test() {
   String str = "hello";
   change(str);
   System.out.println(str);
}
private void change(String str) {
   str = "world";
}

当时看到这题，瞬间勾起了我的回忆。遥想当年，也曾经碰到过类似的问题，当时研究了好久才搞明白，这里再记录一下这个问题的思路。

先来说一下答案：输出：hello；

解决这类问题首先要搞明白Java到底是引用传递还是值传递。

Java到底是引用传递还是值传递

首先来解释一下什么是引用传递，什么是值传递。

• 引用传递（pass by reference）是指在调用方法时将实际参数的地址直接传递到方法中，那么在方法中对参数所进行的修改，将影响到实际参数。
• 值传递（pass by value）是指在调用方法时将实际参数拷贝一份传递到方法中，这样在方法中如果对参数进行修改，将不会影响到实际参数。

那在Java中到底是引用传递还是值传递呢？其实这个问题也一直是争论不断，而且官方也没给个确切答案。但是就我个人理解，Java是值转递。

我们先来看一个简单的例子：

public void test() {
    int a = 1;
    change(a);
    System.out.println("a的值：" + a);
}
private void change(int a) {
    a = a + 1;
}
// 输出
a的值：1

在test()方法中定义了一个基本类型的变量a，然后调用change()方法试图改变这个变量，最后输出的还是原来的值。

首先我们要清楚，一个方法中的局部变量是存在栈中的，如果是基本类型的变量则直接存的是这个变量的值，如果是引用类型的变量则存的是值的地址，指向堆中具体的值。

上面的例子中，调用change()方法传递的a，其实是a变量的拷贝，不是真正的a，在change()方法中改变的是拷贝，对真正的a是没有影响的。

这么一看，Java确实是值传递，但是我们再看下面这个例子，你就会纠结了

public void test() {
   User user = new User();
   user.setAge(18);
   change(user);
   System.out.println("年龄:" + user.getAge());
}
private void change(User user) {
   user.setAge(19);
}
// 输出
年龄:19

看，对象里的属性被改变了，不是值传递吗，应该不会改变啊，这时候就有人总结了，当传的值是基本类型时是值传递、当传的是引用类型时是引用传递。真的是这样吗？

分析这个问题，我们需要知道变量在jvm中是怎么存储的。

首先看基本类型，这个很简单，变量在栈中直接存的是值，传到change()方法的是这个变量的拷贝，因此对拷贝的变量修改不会影响原变量的值。

接着看引用类型，变量在栈中存储的是引用地址，这个地址指向堆中具体的值，如下图：

当调用change()方法传入变量时，也是拷贝变量，但是这里的拷贝只是栈中的引用地址，并不会拷贝堆中的数据，因此会变成下图这样：

虽然变量是拷贝，但是指向的地址是同一个，因此对变量中的数据修改时，还是会影响到原来真实的变量，但是，如果我们修改的是变量在栈中的地址，则不会影响原变量，例如下面这段代码：

public void test() {
   User user = new User();
   user.setAge(18);
   change(user);
   System.out.println("年龄:" + user.getAge());
}
private void change(User user) {
   user = new User();
   user.setAge(19);
}
// 输出
年龄:18

这种是修改变量在栈中的地址，则不会影响原变量。

说到这里，大家差不多懂了，但是回头看最开始的那个问题，传入String类型的变量，String是引用类型，按道理，原变量是会被改变的呀，结果怎么是不变呢？

String变量比较特殊，我们看String的源码可以知道，String的值是通过内部的char[]数组来维护的，但是这个数据定义的是final类型的，因此，String的值是不可变的。我们平时修改String的值，其实是重新new了一个String对象，例如下面这段代码：

String a = "hello";
a = "world";

这段代码里，其实a变量并没有被修改成world，只是重新new了一个String对象，这个对象的值是world，并把这个对象的引用地址赋给了a，原来的hello还是在堆中，只是这个值没有被引用，过段时间会被gc垃圾回收。

String变量传值在内存中的变化如下图：

String拷贝的是变量地址，但是它改变不了原String的值，因为String是不可变的，所以在change()方法中是重新new了一个String对象，改变的是新对象的值，原变量是没有影响的。

结论

Java是值传递。当传的是基本类型时，传的是值的拷贝，对拷贝变量的修改不影响原变量；当传的是引用类型时，传的是引用地址的拷贝，但是拷贝的地址和真实地址指向的都是同一个真实数据，因此可以修改原变量中的值；当传的是String类型时，虽然拷贝的也是引用地址，指向的是同一个数据，但是String的值不能被修改，因此无法修改原变量中的值。