分析一下Java中對象創(chuàng)建和初始化過程中涉及的相關(guān)概念問題,java中棧(stack)與堆(heap),對象、引用、句柄的概念。
@Author:ZJ 06-11-25
Blog: [url]http://zhangjunhd.blog.51cto.com/[/url] 1.Java中的數(shù)據(jù)類型
Java中有3個數(shù)據(jù)類型:基本數(shù)據(jù)類型(在Java中,boolean、byte、short、int、long、char、float、double這八種是基本數(shù)據(jù)類型)、引用類型和null類型。其中,引用類型包括類類型(含數(shù)組)、接口類型。
下列語句聲明了一些變量:
int k ;
A a; //a是A數(shù)據(jù)類型的對象變量名。
B b1,b2,…,b10000;// 假定B是抽象類或接口。
String s;
注意:從數(shù)據(jù)類型與變量的角度看,基本數(shù)據(jù)類型變量k、類類型變量a和s、抽象類或接口類型變量b(1萬個),它們都是變量(標識符)。
2.關(guān)于句柄(handle)
為了區(qū)別引用類型的變量標識符和基本數(shù)據(jù)類型變量標識符,我們特別的使用Handle來稱呼引用類型的變量標識符。上面例子中b1至b10000、a、s都是Handle。Handle直觀的看就是手柄、把手,我們采用計算機界常用的中文翻譯“句柄”。
2.1【W(wǎng)indows編程中的】句柄的含義
句柄是WONDOWS用來標識被應用程序所建立或使用的對象的唯一整數(shù),WINDOWS使用各種各樣的句柄標識諸如應用程序?qū)嵗翱?,控制,位圖,GDI對象等等。WINDOWS句柄有點象C語言中的文件句柄。
從上面的定義中的我們可以看到,句柄是一個標識符,是拿來標識對象或者項目的,它就象我們的姓名一樣,每個人都會有一個,不同的人的姓名不一樣,但是,也可能有一個名字和你一樣的人。從數(shù)據(jù)類型上來看它只是一個16位的無符號整數(shù)。應用程序幾乎總是通過調(diào)用一個WINDOWS函數(shù)來獲得一個句柄,之后其他的WINDOWS函數(shù)就可以使用該句柄,以引用相應的對象。
如果想更透徹一點地認識句柄,我可以告訴大家,句柄是一種指向指針的指針。我們知道,所謂指針是一種內(nèi)存地址。應用程序啟動后,組成這個程序的各對象是駐留在內(nèi)存的。如果簡單地理解,似乎我們只要獲知這個內(nèi)存的首地址,那么就可以隨時用這個地址訪問對象。但是,如果您真的這樣認為,那么您就大錯特錯了。我們知道,Windows是一個以虛擬內(nèi)存為基礎(chǔ)的操作系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)環(huán)境下,Windows內(nèi)存管理器經(jīng)常在內(nèi)存中來回移動對象,依此來滿足各種應用程序的內(nèi)存需要。對象被移動意味著它的地址變化了。如果地址總是如此變化,我們該到哪里去找該對象呢?
為了解決這個問題,Windows操作系統(tǒng)為各應用程序騰出一些內(nèi)存儲地址,用來專門登記各應用對象在內(nèi)存中的地址變化,而這個地址(存儲單元的位置)本身是不變的。Windows內(nèi)存管理器在移動對象在內(nèi)存中的位置后,把對象新的地址告知這個句柄地址來保存。這樣我們只需記住這個句柄地址就可以間接地知道對象具體在內(nèi)存中的哪個位置。這個地址是在對象裝載(Load)時由系統(tǒng)分配給的,當系統(tǒng)卸載時(Unload)又釋放給系統(tǒng)。
句柄地址(穩(wěn)定)→記載著對象在內(nèi)存中的地址────→對象在內(nèi)存中的地址(不穩(wěn)定)→實際對象
2.2Java中句柄的意義
對句柄以前的【W(wǎng)indows編程中的】含義有了深刻的認識,我們可以說Handle是一個我們學習Java時非常需要的術(shù)語。它的意義在于區(qū)別“對象本身”和對象變量(或者嚴格點:對象所屬的數(shù)據(jù)類型的變量標識符)。
2.3回到1中的變量聲明:
現(xiàn)在,你應該對下面的注釋一目了然。
int k, j ;//k里面存放的是一個整型數(shù)。
A a; //a里面存放地址。
B b1,b2,…,b10000;// b1,…,b10000里面存放地址。
String s; //s里面存放地址。
3.關(guān)于引用(reference)
什么是“引用”? “the identifier you manipulate is actually a ‘reference’ to an object”。(Thinking in Java 2e )
翻譯是:你操縱的標識符實際上是一個對象的“引用”?;蛘呔_些,翻譯成:你操作的標識符實際上是指向一個對象的“引用”。顯然,原文中reference是一個有方向感的東西。
回到Java中來,引用可以想象成對象的身份證號碼、對象的ID或者對象的手機號碼。當然,更多的說法是,引用是對象在內(nèi)存中住的房間號碼。直觀的說,對象的引用是創(chuàng)建對象時的返回值!引用是new表達式的返回值。
new A(); 這里真正創(chuàng)建了一個對象,但我們沒有用句柄去持有(hold、拿著、保存)該引用。從微觀上看,new表達式完成了對象初始化的任務(三步曲,下文詳細分析),整體上看則返回一個引用。
再次回到1中的變量聲明,再看看下面的注釋。
A a; //聲明句柄a,但未初始化,所以里面的值為null。
B b1,b2,…,b10000;// 聲明句柄b1,…,b10000,但未初始化,所以里面的值為null。
String s; //聲明句柄s,但未初始化,所以里面的值為null。
4.句柄與引用的關(guān)系
A a;//聲明句柄a,值為null
a=new A();//句柄的初始化(句柄 = 引用;即把引用賦值給句柄)
引用:new A()的值。引用可以簡單的看作對象占據(jù)內(nèi)存空間的地址;通過對象的引用,就可以方便的與其他對象區(qū)別開來,引用就是對象獨特的身份標識。
完成句柄的初始化后,就可以用句柄遙控對象了。
當然,這只是從一方面解釋對象的創(chuàng)建和初始化,理解了句柄和引用的關(guān)系后,下面分析對象初始化的整個過程。先做以下準備工作,說說棧與堆。 5.java中棧(stack)與堆(heap)
在java中內(nèi)存分為“棧”和“堆”這兩種(Stack and Heap).基本數(shù)據(jù)類型存儲在“?!敝校瑢ο笠妙愋蛯嶋H存儲在“堆”中,在棧中只是保留了引用內(nèi)存的地址值。
順便說說“==”與“equals()方法”,以幫助理解兩者(Stack and Heap)的概念。
在Java中利用"=="比較變量時候,系統(tǒng)使用變量在stack(棧)中所存的值來作為對比的依據(jù),基本數(shù)據(jù)類型在stack中所存的值就是其內(nèi)容值,而引用類型在stack中所存放的值是本身所指向Heap中對象的地址值。 Java.lang包中的Object類有public boolean equals (Object obj)方法。它比較兩個對象是否相等。僅當被比較的兩個引用指向同一對象時(句柄相等),對象的equals()方法返回true。(至于String類的equals()方法,它重寫(override)equals()方法,不在本文討論之列。)
6.對象的創(chuàng)建和初始化過程
在java中對象就是類的實例。在一般情況下,當把一個類實例化時,此類的所有成員,包括變量和方法,都被復制到屬于此數(shù)據(jù)類型的一個新的實例中去。分析以下兩段代碼。
6.1 Vehicle veh1 = new Vehicle();
上面的語句做了如下的事情:
①右邊的“new Vehicle”,是以Vehicle類為模板,在堆空間里創(chuàng)建一個Vehicle類對象(也簡稱為Vehicle對象)。
②末尾的()意味著,在對象創(chuàng)建后,立即調(diào)用Vehicle類的構(gòu)造函數(shù),對剛生成的對象進行初始化。構(gòu)造函數(shù)是肯定有的。如果沒創(chuàng)建,Java會補上一個默認的構(gòu)造函數(shù)。
③左邊的“Vehicle veh1”創(chuàng)建了一個Vehicle類引用變量。
④“=”操作符使對象引用指向剛創(chuàng)建的那個Vehicle對象。(回想一下句柄與引用)
將上面的語句分為兩個步驟:
Vehicle veh1;
veh1 = new Vehicle();
這樣寫,就比較清楚了,有兩個實體:一是對象引用變量,一是對象本身。在堆空間里創(chuàng)建的實體,與在??臻g里創(chuàng)建的實體不同。盡管它們也是確確實實存在的實體,但是似乎很難準確的“抓”住它。我們仔細研究一下第二句,找找剛創(chuàng)建的對象叫什么名字?有人說,它叫“Vehicle”。不對,“Vehicle”是類(對象的創(chuàng)建模板)的名字。一個Vehicle類可以據(jù)此創(chuàng)建出無數(shù)個對象,這些對象不可能全叫“Vehicle”。對象連名都沒有,沒法直接訪問它。我們只能通過對象引用來間接訪問對象。
6.2 Vehicle veh2;
veh2 = veh1;
由于veh1和veh2只是對對象的引用,第二行所做的不過是把veh1的引用(地址)賦值給veh2,使得veh1和veh2同時指向唯一的一個Vehicle對象。
6.3 veh2 = new Vehicle();
則引用變量veh2改指向第二個對象。
從以上敘述再推演下去,我們可以獲得以下結(jié)論:①一個對象引用可以指向0個或1個對象;②一個對象可以有N個引用指向它。