java零基礎入門-面向對象篇(七)? 各種變量在JVM中的位置和運行方式
本章對前面學的知識進行一個總結，為下面要介紹的封裝繼承和多態打好基礎。
學習就要不斷的復習和總結，才能讓學過的知識不斷的得到沉淀，變成自己的知識，切勿心浮氣躁，囫圇吞棗。
在我的編程生涯中，遇到過很多問題和BUG，最讓我難忘的就是那種既不報錯，又沒有異常的BUG，這種BUG解起來讓人痛苦不堪，比如我當年就碰到過一個由static 靜態變量引發的BUG，最后只能用輸出語句排查，這就是典型的知識點掌握的不牢引發的問題。當然那段代碼不是我寫的。
所以在我們使用變量的時候，一定要掌握一些原則，就是潛規則，不能隨便看心情來定義變量。如果能夠知道變量的內在原理，那對我們寫代碼會有更大的幫助。
變量的分類
根據變量的聲明位置一般分為兩種
在類里面方法外面聲明的變量，是成員變量。成員變量又分為類變量和實例變量。類變量就是static修飾的變量，它屬于類。實例變量就是沒有static修飾的變量，它屬于對象。
再就是在方法內部聲明的變量，是局部變量。局部變量包括方法的參數，方法內部定義的變量。
1.普通成員變量，屬于對象
2.靜態成員變量，屬于類
3.局部變量，方法的參數是局部變量
4.方法內部定義的變量是局部變量
前面說堆棧的時候，說變量在棧里面，其實那僅僅是指局部變量。普通成員變量在堆里面，靜態成員變量在方法區。是不是又有點懵，就一個變量整這么多地方干啥，東放一點西放一點，放一起不就完了。其實分開存放是有原因的，因為他們的生命周期不同，不同的變量有著不同的生命周期，導致他們必須存放在不同的地方。
為什么生命周期不同要放不同的地方？你想想你家有冰箱吧，你試試不把冰淇淋放冰箱，估計你還沒吃，它就變成液體了。因為冰淇淋的生命周期不同，它不在冰箱活不了多久，要根據它的特點指定存放的地方，不然你還沒開始調用（吃），他就被銷毀了（化了）。
棧幀
首先來看局部變量，局部變量是生命周期最短的，為什么呢？因為局部變量一般定義在方法里面，他隨著方法的調用創建，隨著方法的完畢銷毀。
我們前面說的棧是一種數據結構，它是一種設計概念，而我們虛擬機里面的虛擬機棧是用這個設計概念實現的程序，請不要混淆兩者的概念。
現在我們可以完善一下前面講的那個棧的結構了。在JVM中，我們每次入棧其實不是入棧的一個變量，而是一個棧幀，在我們知識體系不完善的時候用入棧變量來解釋可能會好理解一些，但是現在我們儲備了足夠的知識，我們就可以理解的更準確一點。
棧幀是什么？棧幀是虛擬機進行方法調用和方法執行的數據結構。就是說，我們每一個方法，都對應了一個棧幀。
棧幀主要由以下幾個部分組成，局部變量表，操作數棧，動態連接，方法返回地址。這里我們只關注局部變量表，其他幾個部分，知道有這個東西就行了。
對我們來說，棧幀里面最需要了解的就是局部變量表。我們方法中定義的局部變量，就是參數和方法內定義的變量都存在這里（第一張圖里面，3,4）。下面我們來看看調用方法的時候，棧幀是怎么進出的。
1.當方法執行到 studyFrameWork 這個方法的時候，棧幀入棧。方法的局部變量 frameWork 和 spring 在棧幀的局部變量表中，一起入棧。
2.當studyFrameWork這個方法執行完畢后，方法對應的棧幀出棧。
3.當程序繼續運行到下一個方法 studyWebFrameWork 的時候,這個方法對應的棧幀入棧，并且這個方法的局部變量 webFrameWork 和 vue 保存在局部變量表，一同入棧。
以上這個類是將兩個方法分開執行的情況，我們再看看下面這種情況
1.調用方法 studyAllFrameWork 的時候，局部變量 frameWork 和 spring 在局部變量表中入棧
2.這個時候，studyAllFrameWork 這個方法沒有執行完畢，在這個方法內部又再次調用了 studyWebFrameWork 這個方法，局部變量vue，webFrameWork 在局部變量表中入棧。這個時候棧中有兩個棧幀，先入棧的在棧底，后入棧的在棧頂。
3.后入棧的方法執行完畢，返回值返回給先入棧的方法，這個時候后入棧的方法出棧，程序繼續執行。
4.最后當第一個入棧的方法也執行完畢后，第一個方法對應的棧幀也出棧了。
看到這里，很多同學心里的問題應該有答案了。
為什么只有棧頂可以操作？我直接用棧底的數據不行嗎？
因為當我們調用方法的時候，方法中的數據按照順序入棧，如果沒有運行完畢或者出現異常，這個方法對應的棧幀是不會出棧的，如果往下執行，又調用了另外一個方法，那么另外一個方法對應的棧幀會繼續入棧，在棧頂，然后程序開始執行后入棧的這個棧幀對應的方法，所以只有棧頂的這個棧幀對應的方法才可以操作，當他運行完畢出棧以后，會繼續運行第一個沒有運行完畢的方法，這時候，第一個方法對應的棧幀就是棧頂（因為只有一個棧幀了）。所以只有棧頂可以操作。
當然，如果我們第二個方法中又調用了第三個方法，就會有第三個方法對應的棧幀入棧。然后依次運行，出棧。
入棧的時候，局部變量開始生效，出棧的時候，局部變量就銷毀掉了，所以局部變量的生命周期只在方法內部有效，出了方法就不能使用了。現在大家應該對這個有更深刻的理解了吧。
成員變量的位置
成員變量有兩種，普通成員變量屬于對象，因為當我們使用 new 創建一個對象的時候，這個對象會在堆里面開辟一個空間，而成員變量會隨著這個對象的創建，也在堆里面。而當程序里面沒有任何變量指向這個對象的時候，這個對象就會被清潔阿姨回收掉，這個時候成員變量也會一起被回收掉。
所以普通成員變量的生命周期和對象一樣，隨著對象的創建而創建，隨著對象的回收而回收。
再看另外一種，靜態成員變量。靜態成員變量在方法區，它屬于類，所以它的生命周期跟類一樣。也就是說當對象生老病死以后，這個靜態成員變量依然活的好好的。
本文開頭說過一個靜態變量引發的BUG就是，某位不知名程序員為了滿足一個 “全局” 的需求，結果使用了靜態變量，然后他每次 new出來的對象都會對這個全局變量進行修改， 由于方法區是線程共享的，結果出現了意料之外的結果。所以理解每種變量所在區域和該區域的特點很有必要。
對于各種變量，我們知道它們的生命周期和作用范圍，對我們后面的學習很有必要。比如我們要控制變量的作用范圍，可以使用局部變量的時候就使用局部變量，過多的使用成員變量會增加堆內存的開銷。再就是我們講到封裝等概念的時候，也需要控制變量的作用范圍，使我們的程序更加符合程序設計的規范。
最后，本章解釋的jvm棧幀結構其實也不是很完全，但是作為初學者，學這些已經遠遠超出了我們需要掌握的知識，能理解最好，實在不能理解也沒有關系。
