【Java深入学习系列】之值传递Or引用传递？

我们来看一个新手甚至写了多年Java的朋友都可能不是十分确定的问题：

在Java方法传参时，究竟是引用传递还是值传递？

为了说明问题， 我给出一个非常简单的class定义：

public class Foo {
  String attribute;
  Foo(String s) {
    this.attribute = s;
  }
  void setAttribute(String s) {
    this.attribute = s;
  }
  String getAttribute() {
    return this.attribute;
  }
}

下面在阐明观点时，可能会多次用到该类。

关于Java里值传递还是引用传递，至少从表现形式上来看，两种观点都有支撑的论据。下面我来一一分析：

观点1：引用传递

理由如下：
先看一段代码

public class Main {
  public static void modifyReference(Foo c){
    c.setAttribute("c"); // line DDD
  }

  public static void main(String[] args) {
    Foo fooRef = new Foo("a"); // line AAA
    modifyReference(fooRef); // line BBB
    System.out.println(fooRef.getAttribute()); // 输出 c
  }
}

上述示例，输出结果为"c"，而不是"a", 也就是传入的fooRef里的属性被修改了，发生了side-effect。

我们在line AAA处新创建了一个Object Foo并将其引用fooRef在line BBB处传给了方法modifyReference()的参数cRef, 该方法内部处理后，fooRef指向的Object中的值从"a"变成了"c", 而引用fooRef还是那个引用， 因此，我们是否可以认为，在line BBB处发生了引用传递？

先留着疑问，我们继续往下看。

观点2：值传递

继续看一段代码

public class Main {
  public static void changeReference(Foo aRef){
    Foo bRef = new Foo("b");
    aRef = bRef;   // line EEE
  }
  
  public static void main(String[] args) {
    Foo fooRef = new Foo("a"); // line AAA
    changeReference(fooRef); // line BBB
    System.out.println(fooRef.getAttribute()); // 输出 a
  }
}

上述示例，输出结果为"a"， 而不是"b", 即对传入的fooRef内部的change并没有影响外部的传入前的值。

我们在line AAA处新创建了一个Object Foo并将其引用fooRef在line EEE处传给了方法changeReference()的参数aRef, 该方法内部引用aRef在line DDD处被重新赋值。如果是引用传递，那么引用aRef在line EEE处已经被指向了新的Object, 输出应该为"b"才对，事实上是怎样的呢？事实上输出了"a",也就是说changeReference()方法改变了传入引用所指对象的值。

观点1和观点2的输出结果多少会让人有些困惑，别急，我们继续往下看。

深入分析

为了详细分析这个问题，把上述两段代码合起来：

public class Main {
  public static void modifyReference(Foo cRef){
    cRef.setAttribute("c"); // line DDD
  }
  public static void changeReference(Foo aRef){
    Foo bRef = new Foo("b"); // line FFF
    aRef = bRef;   // line EEE
  }
  
  public static void main(String[] args) {
    Foo fooRef = new Foo("a"); // line AAA
    changeReference(fooRef); // line BBB
    System.out.println(fooRef.getAttribute()); // 输出 a
    
    modifyReference(fooRef); // line CCC
    System.out.println(fooRef.getAttribute()); // 输出 c
    

  }
}

下面来深入内部来详细分析一下引用和Object内部的变化。
来看下面图示：

① Line AAA, 申明一个名叫fooRef，类型为Foo的引用，并见其分配给一个新的包含属性值为"f"的对象，该对象类型为Foo。

Foo fooRef = new Foo("a"); // line AAA

② Line DDD, 方法内部，申明了一个Foo类型的名为aRef的引用，且aRef被初始化为null。

void changeReference(Foo a);

③ Line CCC, changeReference()方法被调用后，引用aRef被分配给fooRef指向的对象。

changeReference(fooRef);

④ Line FFF, 申明一个名叫bRef，类型为Foo的引用，并见其分配给一个新的包含属性值为"b"的对象，该对象类型为Foo。

Foo bRef = new Foo("b");

⑤ Line EEE, 将引用aRef重新分配给了包含属性"b"的对象。此处注意，并非将fooRef重新分配，而是aRef。

aRef = bRef;

⑥ Line CCC, 调用方法modifyReference(Foo cRef)后，新建了一个引用cRef并将之分配到包含该属性"f"的对象上，该对象同时被两个引用fooRef和cRef指向着。

modifyReference(fooRef);

⑦ Line DDD, cRef.setAttribute("c");将会改变cRef引用指向的包含属性"f"的对象，而该对象同时被引用fooRef指向着。

cRef.setAttribute("c");

此时引用fooRef指向的对象内部属性值"f"也被重新设置为"c"。

总结

Java内部方法传参不是引用传递，而是引用本身的"值"的传递，归根结底还是值传递。将一个对象的引用fooRef传给方法的形参newRef，将给该对象新增了一个引用，相当于多了一个alias。我们可以通过这个原引用fooRef，或这是方法参数里的新引用newRef去访问、操作原对象，也可以改变参数里的引用newRef本身的值，却无法改变原引用fooRef的值。