Java传值调用和传引用调用（参数引用为null的问题）

一、问题

近期在项目中遇到一个场景，在多层级调用中需要传递上下文，调用过程中上线文对象可能为空，想通过一个公共方法处理上下文，当上下文为空时生成上下文对象，执行相关操作后将该上下文对象向后传递。大致逻辑如下：

public class Test {

    public static void handleContext(Context context) {
        if(context == null) {
            context = new Context();
        }
        context.addNum();
    }

    public static void main(String[] args) {
        Context context = null; 
        handleContext(context);
        System.out.println(context.getNum());
    }

    static class Context {
        private int num;
        public int getNum() {
            return num;
        }
        public void addNum() {
            this.num ++;
        }
    }
}

测试执行报空指针错误，context没有按设想在handleContext方法中生成对象。原因是main方法在栈中创建了Context的引用并将其指向null，handleContext方法参数中的Context引用也被指向null，handleContext方法体在堆中创建Context对象，并将对象地址赋给方法参数中的Context引用，但main方法中的Context引用仍然为null，因此调用context.getNum()时报空指针。

二、java方法传值与传引用

2.1 变量存储

基础类型变量：Java的8中基础数据类型：byte(8位)、short(16位)、int(32位)、long(64位)、float(32位)、double(64位)、char(16位)、boolean(8位)，基础类型的数据存储在栈中，即是栈中分配内存空间存储所包含的值，其值就代表数据本身，值类型的数据具有较快的存取速度。

引用类型变量：除了基础类数据外，其余都是引用类型，包括类、数组等。引用类型数据的具体对象存放在堆中，而栈中存放的是该对象的内存地址。当引用类型没有赋值时，其引用为null，表示不指向任何对象。

2.2 创建对象与赋值过程

Context context = new Context();

该操作可以分为两个部分：

Context context;
context = new Context();

第一步：创建Context引用，在栈中开辟一块空间用于存储该引用；第二步：创建Context对象，在堆内存中开辟一块空间存储该对象，并将该对象的存储地址赋值给栈中的引用

2.3 引用赋值过程

将一个引用赋值给另一个引用时，其实是将该引用指向的地址赋值给另个应用，让两个引用指向同一个对象，示意图如下。

Context context1 = new Context();
Context context2 = context1;

Java传值调用和传引用调用（参数引用为null的问题）

2.4 传值与传引用方法调用

其实无论是传值还是传引用调用，其本质都是将栈中存储的数据复制一份，传递给栈中的另一个变量。对于基础数据类型，是将数据本身复制一份传递；对于引用类型，是将引用的地址复制一份传递。因此，上述问题可以描述为如下示意图。当handleContext方法执行返回后，main方法中的context引用仍然为null。

注：为方便理解，将null特殊处理。当引用为null时候表示不指向任何对象
Java传值调用和传引用调用（参数引用为null的问题）
值得注意的是包装类型(Intger;Long;Short;Double;Float;Char;Boolean;Byte，以及String(char[]的包装类型))，虽然是引用类型数据，但其效果等同于传值调用，示例如下：

public class Test {

    public static void change(String str) {
        str = "xyz";
    }

    public static void main(String[] args) {
        String str = "abc";
        change(str);
        System.out.println(str);
    }
}

---
abc

其原因是String类型是不可变(immutable)的。String类型及其成员变量均是final的，这意味着String的value字符数组不能指向其它地址，同时value字符数组的值也不可能通过继承String后修改。在change方法中，参数String引用str初始化时指向对象abc，执行方法后指向了方法区的另一个字符串常量（xyz），而main方法中的String引用str仍然指向方法区的字符串常量（abc）。

public final class String implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
...
    private final char value[];
...
}

2.5 Java常量池

基本类型的包装类型大部分都实现了常量池技术，包括：Byte、Short、Integer、Long、Character、Boolean，但只有在其值 -128<value<127范围内才可使用常量池，数据存放在方法区，数值超出范围或通过new方法生成对象则会在堆上分配存储空间

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        Integer i = 123;
        Integer j = 123;
        System.out.println("i == j : " + (i == j));
        System.out.println("i.equals(j) : " + i.equals(j));
        Integer m = 1234;
        Integer n = 1234;
        System.out.println("m == n : " + (m == n));
        System.out.println("m.equals(n) : " + m.equals(n));
        Integer x = new Integer(123);
        Integer y = new Integer(123);
        System.out.println("x == y : " + (x == y));
        System.out.println("x.equals(y) : " + x.equals(y));
    }
}

---
i == j : true
i.equals(j) : true
m == n : false
m.equals(n) : true
x == y : false
x.equals(y) : true

Java传值调用和传引用调用（参数引用为null的问题）

一、问题

二、java方法传值与传引用

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