05_星仔带你学Java之方法和JVM内存模型初步讲解

2年前 (2022) 程序员胖胖胖虎阿

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大家好，我是星仔。本博客收录于华星详谈-学习中心。本学习中心收集了Java整个技术体系的所有技术要点。每篇博客后面或者知识点结尾都附带有面试题，提供给大家巩固本章内容。

为各位同胞们能够系统性的掌握整个Java技术体系而建立的学习中心。星仔正在努力的更新学习中心中的内容。望诸君共勉！！！

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一、前语

二、方法

2.1、方法的定义和调用

2.2、方法中的术语

2.3、如何定义/设计方法

2.4、方法特点-执行流程

2.5、方法重载设计

2.6、方法递归操作

三、JVM内存模型

3.1、JVM内存划分

3.2、GC(Garbage Collection)：垃圾回收器

四、面试题

1、在同一个类中,分别定义求两个整数,小数之和的方法

2、在同一个类中,分别打印String,int,double,boolean类型的方法

3、为什么System.out.println()可以打印任意类型的数据？

一、前语

在上一篇博客《04_星仔带你学Java之流程语句（顺序结构、选择结构、循环结构、控制循环结构语句）》https://blog.csdn.net/a767815662/article/details/123517947讲解到了循环操作（while,do while , for循环）用来解决的是代码重复的问题（重复做某一件事情）。此时的重复有规律的（语句格式是相同并有规律的），但是循环操作不能解决所有的重复问题。比如说针对于某一种功能的重复操作，循环就解决不了，此时得引入Java中方法相关的内容。

如下有代码片段A、B、C、D，他们中间各有一段相同的代码，这时我们就可以引入方法把相同代码片段抽离出来。

二、方法

2.1、方法的定义和调用

方法定义、方法（Method）、函数（function）其实就指一个特定的功能操作，即程序中完成独立功能，可重复使用的一段代码的集合；

方法定义格式：

    [修饰符] 返回值的类型方法名称([形式参数,....])

    {

             方法体

             [return 值(如果方法需要给调用者返回一个结果,此时使用return 值)];

    }

注意：方法必须要调用才能生效

如果方法使用了static修饰：此时我们使用方法所在类的名称.方法名(参数);
如果方法没有使用static修饰：此时我们得使用方法所在类的对象来调用

方法定义的位置：

1)：在类中定义，在Java中最小的程序单元是类。

2)：方法定义在其他方法之外，方法和方法是兄弟关系。

3)：方法定义的先后顺序不影响

2.2、方法中的术语

方法中的术语

修饰符：public、static等；static修饰的方法属于类，直接使用类名调用即可。
返回值类型: 方法其实是在完成一个功能。该功能操作完毕之后是否需要给调用者返回一个结果。如果不需要给调用者返回结果，此时使用关键字void来声明，表明是无返回的意思。

方法名称：遵循标识符的规范。使用动词表示，首字母小写。若是多个单词组成使用驼峰表示法，以后的每一个单词首字母都大写。
形式参数：方法圆括号中的变量。仅仅只是占位而已，参数的名称其实无所谓，形式参数可以有多个。
参数列表：参数列表 == 参数的类型 + 参数的个数 + 参数的顺序。
方法签名：方法签名 == 方法名称 + 方法参数列表；在同一个类中,方法签名是唯一的,否则编译报错。

方法体：方法的{}中的代码，表示具体完成该功能的代码。
返回值：在方法内部使用return关键字;
- 功能1：给调用者返回一个结果值，此时该方法不能使用void修饰。
- 功能2：结束当前方法。
实际参数：调用者在调用某一个具体方法的时候，实际传递的参数值。
方法的调用者：在哪里调用某一个方法，那么哪里就是该方法的调用者。

2.3、如何定义/设计方法

如何定义方法：

1)：是否需要定义返回值类型

我们说方法其实就是在完成某一个功能。那么完成该功能之后，是否需要给调用者返回一个结果数据，如果不需要返回结果数据，此时使用void声明(无返回)；如果需要返回一个结果数据，我们就把该结果数据的类型作为该方法的返回值类型。

2)：是否需要形式参数

该方法在完成该功能的过程之中，是否有未知的因素参与。如果有请作为参数传递，如果没有则没有形参。

注意：针对于有返回的方法,调用者应该定义一个变量去接受返回的结果。

2.4、方法特点-执行流程

星仔用求两个数之和这个方法来解释说明方法的执行过程，如下图：

05_星仔带你学Java之方法和JVM内存模型初步讲解

2.5、方法重载设计

方法的重载设计(overload)：重载方法的定义是在同一个类中，某方法允许存在一个以上的同名方法，只要它们的参数列表不同即可。

方法重载的作用：屏蔽了同一功能的方法由于参数不同所造成方法名称不同。

方法重载判断原则： “两同一不同”

两同：同类中，方法名相同；

一不同：方法参数列表不同（参数类型、参数个数、参数顺序）；只要参数类型、参数个数、参数顺序有一个不同，参数列表就不同。

注意：方法重载和方法的返回值类型无关，只是一般要求返回值类型一致。参数列表和参数的名称没关系,方法的重载和形参没关系。

2.6、方法递归操作

方法递归操作（recursion）：一个方法自己调用自己就是递归。我们需要确定什么时候调用自己,但是也要确定在什么时候就不再调用自己了,程序就会停下来,如果没有的话,程序就会进入死循环,那必定会发生栈溢出错误。

读高中学数列的时候，我们见过斐波纳契数列，其通项公式为：F（0）=0，F(1)=1，Fn=F(n-1) +F(n-2)（n>=3，n∈N*），现在求F(5)的值，怎么做呢？

观察：这个数列从第三项开始，每一项都等于前两项之和。

要求F(5)的值，肯定要先求F(4)和F(3)的值，而求F(4)的值又需要求F(3)和F(2)的值... ...

解决办法：方法fn的作用就是求num数的函数值，而求函数值又需要num-1和num-2的函数值，而这两个函数值的求法和求num一样，那么也就可以使用同一个方法。
/**
 * 递归求斐波纳契数列，通项公式为：F（0）=0，F(1)=1，Fn=F(n-1) +F(n-2)（n>=3，n∈N*）
 *
 * @param n
 * @return
 */
private int fn(int n) {
    if (n == 0) {
        return 0;
    } else if (n == 1) {
        return 1;
    } else {
        return fn(n - 1) + fn(n - 2);
    }
}

当要求求F（5）的值时，方法的执行步骤如下：

三、JVM内存模型

3.1、JVM内存划分

JVM内存划分：人为的根据不同内存空间的存储特点以及存储的数据划分为以下几种

程序计数器：当前线程所执行的字节码的行号指示器。
本地方法栈：为虚拟机使用的native方法服务。Java虚拟机栈：描述Java方法执行的内存模型，每个方法被执行的时候都会同时创建一个栈帧用于存储局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口等信息。每一个方法创建一个栈帧，栈帧存放了当前方法的数据信息(局部变量)，当方法调用完毕该方法的栈帧就被销毁了。
堆：被所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。所有的对象实例以及数组都要在堆上分配(使用new关键字，就表示在堆中开辟一块新的存储空间)。
方法区：线程共享的内存区域，存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量即时编译器编译后的代码数据等(这个区域的内存回收目标主要是针对常量池的回收和对类型的卸载)。

3.2、GC(Garbage Collection)：垃圾回收器

Java的自动垃圾回收机制：简单理解为程序员就不需要再手动的去控制内存的释放。当JVM发觉内存资源紧张的时候，就会自动地去清理无用对象（没有被引用到的对象）所占用的内存空间。

05_星仔带你学Java之方法和JVM内存模型初步讲解

四、面试题

1、在同一个类中,分别定义求两个整数,小数之和的方法

解决方案

private int getSum(int a, int b) {
    return a + b;
}

private double getSum(double a, double b) {
    return a + b;
}

2、在同一个类中,分别打印String,int,double,boolean类型的方法

解决方案:

private void printString(String s) {
    System.out.println("s = " + s);
}

private void printInt(int i) {
    System.out.println("i " + i);
}

private void printDouble(double d) {
    System.out.println("d = " + d);
}

private void printBoolean(boolean b) {
    System.out.println("b = " + b);
}