1、成員變量和局部變量簡述

在JAVA語言里，根據(jù)定義變量位置的不同，可以將變量分成兩大類：成員變量和局部變量。二者的運行機制存在較大差異。

Java技術(shù)面試題：成員變量和局部變量、初始化和內(nèi)存中運行機制

1.1 成員變量

類變量從該類的準備階段起開始存在，直到系統(tǒng)完全銷毀這個類，類變量的作用域與這個類的生存范圍相同；

而實例變量則從該類的實例被創(chuàng)建起開始存在，直到系統(tǒng)完全銷毀這個實例，實例變量的作用域與對應(yīng)實例的生存范圍相同。

正是基于這個原因，可以把類變量和實例變量統(tǒng)稱為成員變量。

其中類變量可以理解為類成員變量，它作為類本身的一個成員，與類本身共存亡；實例變量則可以理解為實例成員變量，它作為實例的一個成員與實例共存亡。

只要類存在，類就可以訪問類變量 -- 類.類變量

只要實例存在，實例就可以訪問實例變量 -- 實例.實例變量

當然實例也可以訪問類變量。但是需要注意的是因為實例不擁有類變量，所以通過實例來訪問類變量進行操作，實際上是對類變量進行操作，當有其他實例來訪問類變量時，訪問的類變量是被對象訪問操作過的類變量。

成員變量無需顯示初始化，只要為一個類定義了類變量或?qū)嵗兞浚到y(tǒng)就會在這個類的準備階段或創(chuàng)建該類的實例時進行默認初始化。

1.2 局部變量

局部變量根據(jù)定義形式的不同，又可以分為如下三種：

形參：在定義方法簽名時定義的變量，形參的作用域在整個方法中都有效
方法局部變量：在方法體內(nèi)定義的局部變量，它的作用域是從定義該變量的地方生效，到該方法結(jié)束時失效
代碼塊局部變量：這個局部變量的作用域從定義該變量的地方生效，到該代碼結(jié)束時失效。

一個變量只在一對{ }中起作用。

Java允許局部變量和成員變量同名，如果方法中局部變量和成員變量同名，局部變量就會覆蓋成員變量，如果需要在這個方法中引用被覆蓋成員變量，則可使用this（對于實例變量）或類名（對于類變量）作為調(diào)用者來限定訪問成員變量。

2、成員變量的初始化和內(nèi)存中的運行機制

接下來以下面代碼來舉例說明成員變量的初始化和內(nèi)存中的運行機制

public class Person {

public static int num;

public String name;

public static void main(String[] args) {

Person p1 = new Person();

Person p2 = new Person();

p1.num = 2;

p2.num = 3;

p1.name = "張三";

p2.name = "李四";

}

}

當程序執(zhí)行Person p1 = new Person();時，如果這行代碼是第一次使用Person類，則系統(tǒng)通常會在第一次使用Person類時加載這個類，并初始化這個類，在類的準備階段，系統(tǒng)將會為該類的類變量分配內(nèi)存空間，并指定默認初始值。當Person類初始化完成后，系統(tǒng)內(nèi)存中的存儲示意圖如下圖所示。

可以看出，當Person類初始化完成后，系統(tǒng)將在堆內(nèi)存中為Person分配一塊內(nèi)存空間，實際上是創(chuàng)建了一個類對象，在這塊內(nèi)存區(qū)里包含了保存num類變量的內(nèi)存，并設(shè)置num的默認初始值為0。

系統(tǒng)接著創(chuàng)建了一個Person對象，并把這個Person對象賦給p1變量，Person對象包含了名為name的實例變量，實例變量是在創(chuàng)建實例時分配內(nèi)存空間并指定初始值的。當創(chuàng)建了第一個person對象后，系統(tǒng)內(nèi)存中的存儲示意圖如下圖所示。

從上圖可以看出num不屬于對象，它屬于類，所以創(chuàng)建第一個對象時并不需要為num分配內(nèi)存空間，系統(tǒng)只是為name分配了內(nèi)存空間，并指定初始值為null。

創(chuàng)建第二個對象p2時，由于在創(chuàng)建第一個對象時已經(jīng)對類進行了初始化，所以在創(chuàng)建p2時對類進行初始化，對象的創(chuàng)建過程與第一個對象的創(chuàng)建過程沒有什么區(qū)別。

第二個對象創(chuàng)建完成后，成員變量如上圖所示在內(nèi)存中存儲。

當程序需要訪問類變量時，盡量使用類來作為主調(diào)，不要使用對象作為主調(diào)，這個可以避免產(chǎn)生歧義。

3、局部變量的初始化和內(nèi)存中的運行機制

局部變量必須經(jīng)過顯示初始化之后才能使用，系統(tǒng)不會為局部變量執(zhí)行初始化。定義了局部變量以后，系統(tǒng)并沒有給局部變量進行初始化，直到程序給這個局部變量賦給初值時，系統(tǒng)才會為這個局部變量分配內(nèi)存空間，并將初始值保存到這塊內(nèi)存中。
局部變量不屬于任何類或者實例，因此它總是保存在方法的棧內(nèi)存中。如果局部變量是基本數(shù)據(jù)類型，則該變量直接存儲在方法的棧內(nèi)存中，如果是引用變量則將引用的地址存儲在方法的棧內(nèi)存中。
棧內(nèi)存中的變量無需系統(tǒng)垃圾回收，隨著方法或者代碼塊的運行結(jié)束而結(jié)束。局部變量通常只保存了具體的值或者引用地址，所以所占的內(nèi)存比較小。