hi 大家好，我是 DHL。大厂程序员，上任于美团、快手、小米。大众号：ByteCode，共享技术干货和编程知识点

最近一个小伙伴反馈了他在面试过中遇到的问题。

  • 为什么成员变量不需要手动初始化，而局部变量需要手动初始化？
  • 成员变量、静态变量、局部变量存放在哪里？

这个问题考察了咱们很多知识点，触及了 Jvm 内存结构、类加载机制、 Java 目标模型等等知识点。

Jvm 内存结构和 Java 虚拟机的运行时区域有关 Java 目标模型和 Java 目标在虚拟机中的表现方式有关

如果对这些知识点，不是很了解的话，是很难悉数回答上来，今日这篇文章咱们环绕这些问题，一起来剖析一下。

在 Java 中咱们能够将变量分为两大类成员变量和局部变量，而成员变量又分为两大类静态成员变量和非静态成员变量。

在 Java 语言中，没有赋值的变量是不能运用的，无论是成员变量还是局部变量，在 “运用之前” 都需要初始化，而咱们经常在代码中看到成员变量没有手动初始化，也能够正常运用，这是由于成员变量在类的加载进程现已被初始化了。

类的加载进程被分为 5 个阶段：”加载” -> “验证” -> “预备” -> “解析” -> “初始化”，而不同的变量，在不同的阶段会被赋予不同的值。

字节：成员变量，局部变量，存放在哪里，为什么局部变量需要初始化

静态成员变量

静态成员变量在类加载进程中会被赋值 2 次。

public static int code = 3;
  • 第一次赋值是在 “预备” 阶段，赋上 Jvm 给的默认值，这个阶段 code = 0
  • 第2次赋值是在 “初始化” 阶段，赋上在代码中声明的默认值，这个阶段 code = 3

静态成员变量存放在办法区。办法区在 JVM 内存结构中是一个非常重要的区域，存储了每个类的信息（ 包含类的称号、办法信息、字段信息)、静态变量、常量等等。

办法区中有一个常量池，用来存储编译期间生成的字面量和符号引证。

  • 字面量：指由字母、数字等构成的字符串或许数字常量，包含文本字符串，final 的常量值等
  • 符号引证：类和接口的全限定名，字段的称号和描述符，办法的称号和描述符

当程序运行起来，被加载到内存后，才会为这些常量分配内存地址，这时原来的常量池改变成了运行时常量池，在运行期间也能够将新的常量放入运行时常量池，比方 String 的 intern 办法。

非静态成员变量

非静态成员变量在类加载进程中会被赋值 1 次。

public int age = 18;

在 “初始化” 阶段赋上在代码中声明的默认值，这个阶段 age = 18，目标实例化之后，该目标存放在 Java 堆中，没有赋值的话，默认就为 0。

局部变量

Java 办法以栈帧的方式，运行在虚拟机栈（Java 栈）中，栈是线程私有的，程序发动的时分，会创立一个 main 线程，操作体系会为每一个线程分配一段内存，线程创立的时分会创立一个虚拟机栈，虚拟机栈的生命周期和线程一样，线程完毕了，虚拟机栈也销毁了。

每个 Java 办法，对应一个个栈帧，所以办法开端和完毕，都是一个个栈帧入栈和出栈的进程，效果如下图所示。更多内容能够前往检查我另外一篇文章 内存如何记载办法调用和回来进程

字节：成员变量，局部变量，存放在哪里，为什么局部变量需要初始化

每个 Java 办法，都是一个个栈帧，每个栈帧包含了：局部变量表、操作数栈、办法回来地址、动态链接、附加信息。

字节：成员变量，局部变量，存放在哪里，为什么局部变量需要初始化

办法中的局部变量会存放在栈帧的局部变量表中，局部变量表首要用于存放办法参数和办法内部定义的局部变量。例如下面的代码。

public class Main5 {
    public static void main(String... args) {
        Main5 main = new Main5();
    }
}

办法 main 的对应的局部变量表，如下图所示。

字节：成员变量，局部变量，存放在哪里，为什么局部变量需要初始化

正如你所见，局部变量表存放了办法参数和办法中的局部变量。

局部变量和成员变量不一样，Jvm 不会给局部变量一个默认值，所以咱们在运用局部变量的时分需要手动初始化，否则是无法运用的。

为什么局部变量必须手动初始化呢？

原因之一为了防止引证到一个错误的值。

为了达到节约资源的目的，局部变量表的空间是能够被复用的，如果一个变量超过了它的效果域，在效果域之后声明的变量，能够复用之前的变量的方位，如果咱们不手动初始化，很或许访问到之前变量的内容。

public void byteCode(){
    boolean devEnv = true;
    if(devEnv){
        int a = 1;
        int b = 2;
    }
    // 为了节约资源 c 或许复用 a 或许 b 的方位，经过变量 c 或许会访问到 a 或许 b 的内容
    int c;
}

为了达到节约资源的目的 c 或许复用 a 或许 b 的方位，经过变量 c 或许会访问到 a 或许 b 的内容，​并不是一个正确的值，如果咱们自动初始化能够避免这类问题的呈现。

为什么 Jvm 不给局部变量一个默认值呢?

这里借用《Thinking in Java》作者 Bruce Eckel 的一句话来回答这个问题。

编译器能够为局部变量赋上一个默认值，可是未初始化的局部变量更有或许是程序员的疏忽，所以采用默认值范围会掩盖这种失误。因此强制程序员提供一个初始值，往往能够协助找出程序里的缺陷。


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