一段代码看 Java 引用类型

Java 中的操作数（不知道叫什么，相对于 bytecode 而言，类似 CPU 的操作码和操作数）分为值类型和引用类型：

值类型就是直接存储最终数值的，如 char, int, float, double...

引用类型包括了数组，以及其它所有用 class 定义的数据类型，这种数据类型由引用和对象实例连部分组成。

虽然 Java 中一切都是类，但是对于值类型，因为不需要存储其‘对象’特征，所以，编译器只为他们分配了 stack 上的空间，存储单个的值就可以了。而引用类型则不同，他们的变量存储分为两部分：在 stack 中的引用（指针），以及在 heap 中的对象实例。大概长这样（图借别人的，看最后的链接）：

使用下面一段代码来理解这个问题，体会下区别（String.equals() 的标准实现）。

public boolean equals(Object anObject) {
        if (this == anObject) {
            return true;
        }
        if (anObject instanceof String) {
            String anotherString = (String)anObject;
            int n = value.length;
            if (n == anotherString.value.length) {
                char v1[] = value;
                char v2[] = anotherString.value;
                int i = 0;
                while (n-- != 0) {
                    if (v1[i] != v2[i])
                        return false;
                    i++;
                }
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

 一起从这段代码来看看值类型和引用类型的区别：

1. 第 2 行，首先使用 == 判断，两个引用指向的是否为同一个对象实例。

2. 第 5 行，判断传入的 object 是否是 String 的实例。

3. 第 6 行，将传入的 object 强制转换为 String 类。

4. 第 7、8 行，取 this.value.length 与 anotherString.value.length 作比较。value 的类型是 char[]，因为数组是一个有限的数据集合，其定义时就已经固定了长度。所以这个操作被编译后，只是两个内存单元的内容比较。

5. 第 9、10 行，创建新的数组引用，分别指向 this.value 和 anotherString.value。

6. 第 11-16 行，逐个比较两个 char 数组中的元素。直接比较两个数组各个元素的效率，是要比比较 String 元素的效率更高的（转化为 Char 对象的比较，再比较 Char value，显然是要耗费更多资源的...）。

 

关于数组

数组是 JVM 提供的基本数据类型之一。

JVM 直接提供的数组类型有 T_BOOLEAN（[Z, 1byte）、T_CHAR（[C, 2bytes）、T_FLOAT（[F, 4bytes）、T_DOUBLE（[D,8bytes）、T_BYTE（[B, 1bytes）、T_SHORT（[S, 2bytes）、T_INT（[I, 4bytes）、T_LONG（[J, 8bytes）。

我们可以轻松验证，一个数组是 instanceof Object，同时，数组调用方法 getClass().getName()，也是可以正确输出的。

public class arrayTest {
    public static void main(String[] args) {
        int[] a = {1,2,3,4};
        System.out.println(a.getClass().getName());
        System.out.println("a is instanceof Object? "+(a instanceof Object));
    }
}

当然，数组的实现方法是在 JVM 中的，但这并不妨碍我们像使用其它类/对象一样类使用数组。

 一个 array 在内存中的 layout 大概长这样：

从上面的图中，可以看到两个信息，第一个，数组在内存中是连续存放的，第二个，header 之后的位置存储着数组的长度。这也是为什么我们可以直接获取数组的 length 属性，而其它一些类，必须使用 length() 方法。

关于 length 存储空间的大小，这个显示是和 JVM 实现有关的。查阅文档发现，sun 的 JVM (java7) 版本：32位系统中 size_t 是4字节的，在64位系统中，size_t 是8字节的。

另外，好奇对象数组是怎样存的，打印了一下 String[] b 的 classNage，显示是“[Ljava.lang.String;”。其中 “[” 表示这是个数组，“L/java/lang.String;” 叫做 JavaNative Interface Field Descriptors，大概就是说这是个 String 类型的数组了。

创建数组的 bytecode 是 JAVA_NEWARRAY 和 JAVA_ANEWARRAY，暂作记录，改天有空再看看 JVM 中是怎么来操作的。