IT兄弟连 Java语法教程 数组 深入数组 内存中的数组

数组是一种引用数据类型，数组引用变量只是一个引用，数组元素和数组变量在内存里是分开存放的。下面将深入介绍数组在内存中的运行机制。

内存中的数组

数组引用变量只是一个引用，这个引用变量可以指向任何有效的内存，只有当该引用指向有效内存后，才可以通过该数组变量来访问数组元素。

与所有引用变量相同的是，引用变量是访问真是对象的根本方式。也就是说，如果希望在程序中访问数组对象本身，则只能通过这个数组的引用变量来访问它。

实际的数组对象被存储在堆内存中；如果引用该数组对象的数组引用变量是一个局部变量，那么它被存储在栈内存中。数组在内存中的存储示意图如图3所示。

图3  数组在内存中的存储示意图

如果需要访问如图3所示堆内存中的数组元素，则程序只能通过p[index]的形式实现。也就是说，数组引用变量是访问堆内存中数组元素的根本方式。

如果堆内存数组不再有任何引用变量指向自己，则这个数组将成为垃圾，该数组所占的内存将会被系统的垃圾回收机制回收。因此，为了让垃圾回收机制回收一个数组所占的内存空间，可以将该数组变量赋值为null，也就切断了数组引用变量和实际数组之间的引用关系，实际的数组也就成了垃圾。

只要类型相互兼容，就可以让一个数组变量指向另一个实际数组，这种操作会让人产生数组的长度可变的错觉。如下代码所示。

public class ArrayInRam{

public static void main(String[] args){

int[] a = {5,6,1};

int[] b = new int[4];

System.out.println("b数组的长度为：" + b.length);

for(int i = 0,len = a.length; i<len; i++){

System.out.println(a[i]);

}

for(int i = 0,len = b.length; i<len; i++){

System.out.println(b[i]);

}

b = a;

System.out.println("b数组的长度为：" + b.length);

}

}

运行上面代码后，将可以看到先输出b数组的长度为4，然后依次输出a数组和b数组的每个元素，接着会输出b数组的长度为3.看起来视乎数组的长度是可变的，但这只是一个假象。必须牢记：定义并初始化一个数组后，在内存中分配了两个空间，一个用于存放数组的引用变量，另一个用于存放数组本身。下面将结合示意图来说明上面程序的运行过程。

图4  定义并初始化a、b两个数组后内存示意图

当程序定义并初始化了a、b两个数组后，系统内存中实际上产生了4块内存区域，其中栈内存中有两个引用变量：a和b；堆内存中也有两块内存区域，分别用于存储a和b引用所指向的数组本身。此时计算机内存的储存示意图如图5.4所示。

从图4中可以非常清楚地看出a引用和b引用各自所引用的数组对象，并可以很清楚地看出a变量所引用的数组长度是3，b变量所引用的数组长度是4。

当执行上面程序中的代码b = a时，系统将会把a的值赋给b，a和b都是引用类型变量，存储的是地址。因此把a的值赋给b后，就是让b指向a所指向的地址。此时计算机内存的存储示意图如图5所示。

图5  让b引用指向a引用所指向的数组后的存储示意图

从图5中可以看出，当执行了b = a之后，堆内存中的第一个数组具有了两个引用；a变量和b变量都引用了第一个数组。此时第二个数组失去了引用，变成垃圾，只有等待垃圾回收机制来回收它，但是它的长度依然不会改变，直到它彻底消失。