JAVA基础:JVM中方法的执行过程和方法的重载,递归,可变参数的含义

1 JVM中方法的执行过程

1.1 JVM内存模型

jvm内存,存储java程序执行过程中产生的一些数据。

JVM将内存分成了不同的逻辑区域,存储不同含义(类别)的数据

JVM内存模型有5种

  • 方法区 : 存储类信息

  • 堆区 : 存储new关键字产生的数据 (目前是数组)

  • 栈区 : 存储的是(主)方法执行时,产生的数据

  • 本地方法栈 : 与栈区类似,

  • 程序计数器 : 记录当前方法执行到哪一行了。

方法区和堆区中存储的数据,可以较长时间存在

栈区(本地方法栈)和程序计数器中存储的数据,随着方法执行完毕,就消失了

1.2 方法压栈弹栈

方法在执行的时候,会由JVM中的执行引擎(解释器),依次执行方法中代码

由于方法在执行过程中会产生许多的数据,这些数据需要临时存储在栈区中

由于程序执行时会调用很多方法,所以会产生很多数据。

会为每一个方法产生的数据在栈区提供一个独立的存储空间,这个空间称为:栈帧

每调用一个方法,就会在栈区中产生一个栈帧,并且在栈区最上面,表示正在执行方法所对应的栈区,这个过程称为:压栈

当一个方法执行完毕后,其用来存储数据的栈帧空间也就可以回收了,这个 过程称为:弹栈

随着方法执行,其对应的栈帧压栈, 之前正在执行的方法被压在了下面,停止执行,等待当前这个方法执行完毕

随着当前方法执行完毕,其对应 的栈帧弹栈,之前被压下去栈帧重新回到栈顶,表示对应的方法重新继续执行

栈是一种数据存储结构

存储特点是:先进后出 FILO

1.3 栈帧结构

栈帧也是一个存储结构,用来存储方法执行时产生的数据,也有不同的区域划分

  • 局部变量表 : 存储方法中定义的变量(包括参数列表中的变量)。

    不一定是一个变量对应一个局部变量表空间。

    有些变量在前面的代码中使用完,后面就不在使用了。

    这样后面的变量就可以复用前面变量的空间

  • 操作数栈 : 存储方法运行时,因为计算所需要的临时数据

    存储计算时,从变量中取出来的数据

    操作数栈中的数据随着使用,就随着消失

    (将输入取出过程称为压栈, 数据使用完毕后消失过程称为弹栈)

  • 返回地址 : 记录当前方法调用者执行的行号 (上一个方法执行到第几行的时候,才调用了当前方法)

  • 动态链接 : 暂时不做了解

计算过程中栈帧结构的变化 :

java 复制代码
public static void doSum(int num1 , int num2){
    int sum = num1 + num2 ;
    return sum ;
}

方法调用传参时的栈帧结构

A方法调用B方法时, A方法的操作数栈与B方法的局部变量表由重叠

java 复制代码
public static void b(int num){}

public static void a(){
    int num = 10 ;
    int sum = num ;
    b(num);
}

1.4 JVM执行过程

2 可变参数

方法调用时, 传递的实参数量,是由被调用方法的参数列表数列决定的。

传递的实参数量必须与形参变量数量相同

有一种特殊的参数,允许调用时传递的实参数量是可变,这种参数就称为:可变参数

语法

java 复制代码
public static void t1(int num1 , int num2){}

public static void t2(int...nums){}

main(){
    t1(10,30) ;
    t1(10) ;//错
    t1(10,20,30);//错
    
    t2();  //正确
    t2(10);//正确
    t2(10,20,30);//正确
}

特点

  • 可变参数的本质是一个数组。

  • 拥有者在使用可变参数时,无论传递多少个数据,都以数组的语法进行操作。

    传递了多少个数据,数组的长度就是多少。

  • 调用者在传递参数的时候,可以传递任意数量的参数,0 , 1, n,还可以传递数组

  • 方法的参数列表中,只能定义一个可变参数。

  • 方法的参数列表中一旦定义了可变参数,只能是最后一个参数

3 方法重载

在一个类中,多个方法的名称相同,参数列表不同,执行不同的操作,就称这多个方法为重载方法。

  • 参数列表不同体现在 参数的个数和类型不同

  • 方法重载与访问权限,修饰符,返回类型,异常声明无关。

调用时,会自动的根据方法名和参数列表却分调用的到底哪一个方法。

java 复制代码
public static int sum(int num1,int num2){}
public static int sum(int num1 , int num2 , int num3){}
public static double sum(double num1 , double num2){}

public static double sum(int num1, int num2){}  //错误

4 方法递归

简而言之就是方法的自身调用。 也可以是方法组自身的调用

  • 递归类似循环,可以实现功能的反复执行。在某些(算法)环境下,比使用循环更轻松。

  • 递归的本质就是方法的不同调用,就会不同的产生栈帧压栈,栈空间有限,一个逻辑性不合理的递归会导致栈内存溢出(满了),所以递归时我们一般都会有一个结束条件。

java 复制代码
public static void t1(){
    t1();
}

public static void t2(){
    t3();
}
public static void t3(){
    t2();
}

递归公式:要想做a这件事,需要先做b那件事。a和b是一样的事

  • 当我们分析程序的时候,如果分析出递归公式,就可以考虑使用递归实现功能

  • 如果我们看到了一个使用递归实现的功能,应该可以分析出其对应的递归公式

递归与循环的对比

  • 循环一定是一次执行完了, 再执行下一次。

  • 递归是一次执行到一半,就执行下一次。等下一次执行完, 这一次还要继续执行。

  • 递归不适合捋代码流程。只适合与递归公式碰撞。

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