Java引用的基本知識

Java 是一門面向對象編程語言，因此在 Java 中，引用是非常重要的概念。引用是指在程序中存儲在變量中的內存地址，通過引用可以訪問指向的數據對象。

一、Java 中的基本類型和引用類型

Java 中的數據類型可以分為基本類型和引用類型。

基本類型包括 boolean、byte、char、short、int、long、float 和 double。它們是按值傳遞的，也就是說在方法中對基本類型的修改不會影響原始值。

引用類型包括數組、類、接口和枚舉等，它們與基本類型不同，是按引用傳遞的。Java 中的所有對象都是通過引用訪問的。引用類型在傳遞時，傳遞的是對象的內存地址，因此在方法中對引用類型對象的修改可能會影響原始對象。

以下代碼演示了基本類型和引用類型的區別：

public class DataType {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int b = a;
        a = 20;
        System.out.println(b); // 輸出 10

        int[] arr1 = new int[]{1, 2, 3};
        int[] arr2 = arr1;
        arr1[0] = 4;
        System.out.println(arr2[0]); // 輸出 4
    }
}

二、Java 中的引用傳遞

在 Java 中，方法參數的傳遞方式也是按值傳遞，但是對於引用類型的參數，傳遞的是它們的內存地址。這就是所謂的「引用傳遞」。

以下代碼演示了 Java 中的引用傳遞：

public class ReferenceTest {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = new int[]{1, 2, 3};
        System.out.println("調用方法前：" + arr[0]);
        change(arr);
        System.out.println("調用方法後：" + arr[0]);
    }

    public static void change(int[] array) {
        array[0] = 4;
    }
}

以上代碼輸出：

調用方法前：1
調用方法後：4

可以看到，當方法 change 改變參數 array 數組的值時，傳遞進去的 arr 數組的值也隨之改變。

三、Java 中的空指針異常

在 Java 中，引用類型的變量可以為 null，這表示指向一個空對象或者不存在的對象。在對 Null 值進行方法調用、屬性訪問等操作時會引發空指針異常。

以下是一個簡單的例子：

public class NullPointerExceptionDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String s = null;
        System.out.println(s.toUpperCase()); // 拋出 NullPointerException 異常
    }
}

在上面的代碼中，因為 s 引用的是 null，調用 toUpperCase 方法時就會拋出一個 NullPointerException 異常。

四、Java 中的垃圾回收機制

Java 中的垃圾回收機制負責自動釋放無用對象佔用的內存。Java 虛擬機內部維護了一個垃圾回收器線程，它會周期性地掃描所有的對象，標記出那些已經不再被使用的對象，然後釋放它們佔用的內存。

Java 中的垃圾回收採用「可達性分析」算法，這個算法把所有存活的對象標記為「可達」，剩下的對象就可以被認為是垃圾，被垃圾回收器回收。

以下是一個簡單的例子：

public class TestGC {

    public static void main(String[] args) {
        Object obj1 = new Object();
        Object obj2 = new Object();
        obj1 = obj2;
        System.gc();
    }
}

在上面的代碼中，obj1 和 obj2 都指向了一個新的 Object 對象。然而在下一行代碼 obj1 = obj2 中，obj1 指向了 obj2 引用的對象。

當垃圾回收器運行 System.gc() 方法時，obj1 指向的對象不再是可達的，因為沒有任何引用指向該對象。因此，該對象可以被認為是垃圾，可以被垃圾回收器回收。

以上就是 Java 引用的基本知識的介紹，理解了 Java 中引用的概念和特點，將對編寫高質量的 Java 程序非常有幫助。