Java零基础快速入门|对象的创建和使用（上）

2021-02-04 15:34 作者:动力节点小王本王 0人读过 | 我要投稿

本篇文章主要内容：

对象的创建和使用
Java虚拟机内存管理

学习目标

理解构造方法以及重载机制，通过构造方法可以完成对象的创建，并且能够通过引用访问对象的内存，了解 Java 虚拟机内存管理，能够画出程序执行过程的内存图，并了解空指针异常是如何发生的，以及方法调用时参数是如何传递的。

知识框架

对象的创建和使用

对象的创建

类定义之后，就可以使用类这个“模板”来创造“对象”了，一个类是可以创建多个对象的哦！怎么创建呢，语法是什么？其实语法格式很简单：new 类名()，这样就可以完成对象的创建了。俗话说，你想要什么java 都可以给你，想要啥你就new 啥。请看下面代码：

为了使用对象更加方便，建议使用变量接收一下？例如以下代码：

以上代码最初接触的时候，大家肯定会感觉非常陌生，这也是正常的，Student s1 = new Student()实际上和int i = 10 是类似的，对于 int i = 10 来说，int 是一种基本数据类型，i 是变量名，10 是int 类型的字面量。那对于 Student s1 = new Student()来说，其中Student 是一种引用数据类型，s1 是变量名，new Student()执行之后是一个Student 类型的对象。

大家要注意了，java 语言当中凡是使用 class 关键字定义的类都属于引用数据类型，类名本身就是这种引用数据类型的类型名。

对象的使用

创建了对象之后怎么去访问这个对象的属性呢，或者说学生对象现在有了，怎么去访问他的学号、姓名、性别、年龄等信息呢。请看以下代码：

运行结果如下图所示：

接下来解释一下以上的输出结果，通过以上的 Student 类可以创建很多学生对象，假设通过 Student 类实例化了两个学生对象，那必然会有两个不同的学号，以上程序中并没有给学号赋值，但是获取了到的学号都是0，这是怎么回事呢？

这是因为在java 语言当中，当实例变量没有手动赋值，在创建对象的时候，也就是说在 new 的时候，系统会对实例变量默认赋值，它们的默认值请参考下表：

对象创建和使用的深层次解密

java 虚拟机内存管理

为了更好的理解上面的程序，先来看看java 虚拟机是如何管理它的内存的，请看下图：

① 程序计数器：

1) 概念：可以看做当前线程所执行的字节码的行号指示器。

2) 特点：线程私有的内存

② java 虚拟机栈（重点）：

1) 概念：描述的是 java 方法执行的内存模型。（每个方法在执行的时候会创建一个栈帧，用于存储局部变量表，操作数栈，动态链接，方法出口等信息。每个方法从调用直至完成的过程，就对应一个栈帧从入栈到出栈的过程。）

2) 特点：线程私有，生命周期和线程相同。这个区域会出现两种异常： StackOverflowError 异常：若线程请求的深度大于虚拟机所允许的深度。OutOfMemoryError 异常：若虚拟机可以动态扩展，如果扩展是无法申请到足够的内存。

③ 本地方法栈：

1) 概念：它与虚拟机栈所发挥的作用是相似的，区别是 java 虚拟机栈为执行java 方法服务，而本地方法栈是为本地方法服务。

2) 特点：线程私有，也会抛出两类异常：StackOverflowError 和OutOfMemoryError。

④ java 堆（重点）：

1) 概念：是被所有线程共享的一块区域，在虚拟机启动时创建。

2) 特点：线程共享，存放的是对象实例（所有的对象实例和数组），GC 管理的主要区域。可以处于物理上不连续的内存空间。

⑤ 方法区（重点）：

1) 概念：存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量，即时编译器编译后的代码等数据。

2) 特点：线程共享的区域，抛出异常OutOfMemory 异常：当方法区无法满足内存分配需求的时候。

以上所描述内容，有看得懂的，也有看不懂的，例如：线程、本地方法等，这个需要大家在学习后面内容之后，返回来再看一看，那个时候你就全部明白了。针对于目前来说，大家必须要知道 java 虚拟机有三块主要的内存空间，分别是“虚拟机栈（后面简称栈）”、“方法区”、“堆区”，方法区存储类的信息，栈中存储方法执行时的栈帧以及局部变量，堆区中主要存储 new 出来的对象，以及对象内部的实例变量。其中垃圾回收器主要针对的是堆内存，方法区中最先有数据，因为程序执行之前会先进行类加载。栈内存活动最频繁，因为方法不断的执行并结束，不断的进行压栈弹栈操作。

将目前阶段需要掌握的内存空间使用一张简单的图表示出来，这个图是大家需要掌握的：

大概了解了java 虚拟机内存分配之后，来看看以下代码在执行过程中，内存是如何变化的：

以上代码在执行过程中内存的变化如下图所示：

注意：上图所描述内存图有些地方为了帮助大家更好的理解，有些位置画的不是很精确，随着后面内容的学习我们再进一步修改，目前上图已经够大家用了。

上图中i 变量和 s1 变量都是局部变量，都在栈内存当中，只不过i 变量是基本数据类型int，而s1 变量是引用数据类型Student。

上图中堆区当中的称为“对象”，该“对象”内部 no、name、age、sex 都是实例变量/属性，这些变量在new 对象的时候初始化，如果没有手动赋值，系统会赋默认值。

上图堆区中“对象”创建完成之后，该对象在堆区当中的内存地址是：0x1111，程序中的“=”将0x1111 这个堆内存地址赋值给s1 变量，也就是说 s1 变量保存了堆内存对象的内存地址，我们对于这种变量有一种特殊的称呼，叫做“引用”。也就是说对于 Student s1 = new Student() 代码来说，s1 不是对象，是一个引用，对象实际上是在堆区当中，s1 变量持有这个对象的内存地址。

java 中没有指针的概念（指针是 C 语言当中的机制），所以 java 程序员没有权利直接操作堆内存，只能通过“引用”去访问堆内存中的对象，例如：s1.no、s1.name、s1.sex、s1.age。访问一个对象的内存，其实就是访问该对象的实例变量，而访问实例变量通常包括两种形式，要么就是读取数据，要么就是修改数据，例如：System.out.println(s1.no)这就是读取数据，s1.no= 100 这就是修改数据。请看以下代码：