面向对象学习笔记2 - Java类的实例化与内存解析

前言

在Java编程中，理解对象实例化的内存机制是掌握面向对象编程的核心。本文将以Person类为例，结合内存模型（栈、堆、方法区），深入剖析单个对象、多个对象以及引用赋值的底层内存变化。

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一、内存模型基础概念

• 栈(Stack)：存储方法调用和局部变量（如基本类型变量、对象引用地址）
• 堆(Heap)：存放所有new创建的对象实体（包括对象属性）
• 方法区(Method Area)：存储类结构信息（如类模板、常量池）

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二、代码案例与内存解析

1. 单个对象的内存分配

Person p1 = new Person();
p1.name = "杰克";
p1.age = 24;
p1.gender = '男';

内存变化过程：

1. main()方法被调用时，其栈帧压入栈内存
2. new Person()在堆中开辟内存空间（假设地址0x2333），成员属性初始化为默认值：
   • name = null
   • age = 0
   • gender = '\u0000'
3. 栈中局部变量p1存储堆地址0x2333
4. 通过p1.xxx赋值操作覆盖默认值：
   • 0x2333地址的name指向字符串常量池中的"杰克"
   • age和gender被更新为24和'男'

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2. 多个独立对象的内存分配

Person p1 = new Person(); // 地址0x2333
p1.name = "杰克";
//...其他赋值

Person p2 = new Person(); // 地址0x2233
p2.name = "露丝";
//...其他赋值

p1.age = 26; // 修改0x2333的age

关键点：

• 每个new操作都会在堆中开辟独立内存空间
• p1和p2指向不同地址（0x2333和0x2233），彼此属性互不影响
• 修改p1.age仅影响0x2333地址对应的数据

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3. 引用赋值引发的内存共享

Person p3 = p1; 
p3.age = 28;

内存行为解析：

• p3 = p1使p3指向p1的堆地址0x2333
• 通过p3修改age时，实际修改的是0x2333地址的数据
• 此时p1.age也会变为28，因为二者指向同一内存空间

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三、关键总结与注意事项

1. 对象实体唯一性：每个new语句创建一个独立堆对象
2. 引用变量的本质：局部变量存储的是堆地址，而非对象本身
3. 内存共享陷阱：多个引用指向同一对象时，修改行为会相互影响
4. 默认值规则：未显式赋值的对象属性遵循：
   • 引用类型：null
   • 数值类型：0
   • 布尔类型：false
   • 字符类型：'\u0000'

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四、思考题

1. 如果执行Person p4 = null; p4.age = 10;会发生什么？
2. 如何理解字符串"杰克"在内存中的存储位置？

理解内存模型是调试复杂程序的基础，建议通过调试工具（如IDEA的Memory View）实际观察内存变化。