课时4：对象内存分析
摘要：接下来对对象实例化操作展开初步分析。在整个课程学习中，对象使用环节往往是最棘手的问题所在。
因为在Java里，类属于引用数据类型，引用数据类型的最大难点在于需进行内存管理，且在执行相关操作时，内存关系会随之发生变化。此次针对之前程序中的内存关系做简要分析，鉴于完整分析过程颇为繁杂，先进行简单剖析。
以如下程序作为主要分析对象，即程序中创建实例化对象，进而进行属性设置以及方法调用的操作。
public class JavaDemo{ public static void main(String args[]){ Person per=new Person();//声明并实例化对象 per.name="张三"; per.age=18; per.tell(); //进行方法的调用
进行内存分析时，先给出两块基础的内存空间，分别是堆内存和栈内存。在学习方法递归时，曾接触过“Stack Overflow”（栈溢出）这一概念，其涉及栈出现的问题，且与后续要深入解释的栈相关联。
堆内存保存的是对象的具体信息。例如，有个人叫王建，说“王建干活”，干活的是王建这个人本身；说“王建去死”，也是这个人本身面临相应情况，王建是真实存在的实体，即便其改名，本质上还是那个人去干活。所以，堆内存用于存放对象具体信息。
栈内存类似整形变量，保存的是一块堆内存的地址，通过该地址能找到堆内存，进而获取对象的具体内容。
需注意，此概念后续还会深入分析，先建立基本印象即可。所有堆内存地址都有相应的地址编号，不同堆内存的编号不同。栈内存在整个处理过程中，其内容与对象信息相关，后续会围绕此进一步深入探讨。
在整个实际开发过程中，要进行对象真实且完整操作信息的保存。需明确，栈内存中实际存放的是对应内存块的地址数据，通过该地址能够找到对应的堆内存，进而借助堆内存开展完整的操作。
在此有个关键要点需牢记，在程序里，堆内存空间的开辟是通过“new”关键字来完成的。在整个项目中，“new”是内存分析里既令人头疼又极为重要的关键字。明确二者关系后，来看后续如何进一步处理。
在清楚上述对应关系后，针对之前的程序展开分析。为此，通过画图来梳理逻辑，一步步呈现出来。鉴于后续预计会进行诸多内存分析，需做好相应心理准备。
public class JavaDemo{ public static void main(String args[]){ Person per=new Person();//声明并实例化对象 per.name="张三"; per.age=18; per.tell(); //进行方法的调用
回到代码中，首先明确堆内存与栈内存的关系。第一点，堆内存依靠“new”来开辟。很清晰的是，当程序中出现“new”这个关键字时，基本就能确定对于当前程序而言，要在此处开辟一个堆内存空间，将其称作“开辟新的堆内存”。在Java中，“new”属于内存开辟的最高级别语句，如同拥有绝对权威，任何情况下只要出现“new”就必须开辟内存空间。
第二个问题，堆内存存放的是具体的数据。以“Person”为例，“Person”中有哪些数据呢？有两个，一是“name”，二是“age”。若代码中未给“name”赋值，其值为空；“age”的值为0。由此可得出结论，在定义保存时，在相应内存里就存有“name”和“age”这两个数据。
并且，所有的堆内存都有对应的物理内存地址，这是必然存在的。确定好这些语句相关内容后，再来探讨“new Person”这个操作能实现什么功能，以“Person”的本质来讲，其在整个代码中实际定义了什么内容。通过画图来进一步呈现，这是堆内存中保存的具体数据，前面已对此进行过分析。
然而，当下的问题在于为何要存储这些数据，是由类来定义这些数据的，其实就是person。
通过画图进一步阐释，因这部分内容很关键。在整个程序代码里，“new Person”直接决定了程序中要保存的数据内容。若换用其他类，比如“Dog”类，里面存储的就是与“Dog”相关的数据，二者互不相关。
至此，对程序的第一波分析已完成，程序按从左到右的顺序执行，这部分代码确定好后，接下来要考虑右边的内容，即栈内存。
已知栈内存应存放堆内存的地址，不过在这个程序中，发现其在栈内存里存了与“Person”相关的内容。正常而言，此处应存放地址，因只有通过地址才能引用对应的堆内存空间。为便于分析简化，可简单理解为对象的名称保存在了栈内存之中，这是一种简化理解方式。
要知道对象是程序中的元素，虽说此处告知有个“p”，其本应存放的是地址，但可简化理解为“p”描述的是栈内存中保存的一个名字。
如此，整个过程得以区分开。从整体的访问结构来看，能够得出相应的内存分析图，应能明白其中意思。这里存在引用关系，整个过程涉及到了栈内存，这便是第一行语句执行后呈现的效果。
接下来看第二个语句，即“per.name＝张三”。若出现这样的语句，问题就比较清晰了。将相关代码复制出来放置在此处，之前的第一个图稍显复杂，第二个图恢复正常设计，不然不好描述。
来看“per.name”，严格来讲，“per”描述的是一个栈内存地址。而“per.name”指的是该地址所对应堆内存中的“name”属性。
所以此时意味着要将堆内存中的“name”赋值为“张三”。
同样地，对于代码“p.age=18”，这相当于把堆内存中的数据进行了改变，最终输出的结果就是“张三18”。若不信，可再次运行代码验证，确实会输出“张三18”，如此便完成了最基础的内存分析处理。
对于对象实例化，之前已分析过，有两种语法。一种是之前使用过的声明并实例化对象，另一种是分步完成操作。
下面针对分步的内存操作进行分析，来看操作代码，定义程序代码如下：
public class JavaDemo{ public static void main(String args[]){ Person per=new Person();//声明并实例化对象 per.name="张三"; per.age=18; per.tell(); //进行方法的调用 Person per=null;声明化对象 per.=new Person();实例化对象
第一个步骤称作声明对象，第二个步骤称作实例化对象，现在是分步操作，与之前的区别在于不是一步完成，而是分两步进行。不过结果是一样的，毕竟最终都得到了对象。那这两步具体是如何进行的呢？下面通过内存分析来梳理操作过程。
我们现在回到这个程序继续进行内存分析。
首先来看第一句“Person per=null;”，当出现“per=null”时，要知道，程序中堆内存和栈内存是始终需要关注的，这是关键所在。此时给了“null”，这里并没有“new”关键字，那就表明只是开辟了一个栈内存空间，并没有具体的指向。
而当执行第二句语法“per=new Person();”时，之前讲过，只要看到“new”关键字，不用思考，它肯定是用来开辟空间的，这几乎是一种条件反射了。一旦开辟空间，属性都是默认值，像这里的“name”默认是空值，不过千万不要忘记，在内存分析中，内存都是有地址的。
实际上这里一旦使用“new”开辟了新空间，这个新空间的值也一定会有一个地址保存在栈内存中，大家应该能明白这个意思吧。后续的赋值操作，和之前讲的那种情况并没有本质区别，最终输出的结果肯定是姓名为“张三”，年龄为“18”，这就形成了分步处理，这样就能看出两种操作方式的差别了。
但需要特别注意的一点是，所有的对象在调用类中的属性或方法时，必须要在实例化完成之后才可以执行。下面把错误代码展示出来，大家看一下，在整个代码中，
per.name="张三"; per.age=18; per.tell(); //进行方法的调用
只是声明了对象，并没有对对象进行实例化，所以此时是无法调用属性或方法的。关键在于，我们要清楚这种无法调用所带来的问题是什么。
对代码进行编译并再次执行，会出现两个问题。
1.Exception in thread"main"java lang NullPointer Exception
2.favaDemo.java:IH
在Java代码中，查看第11行per.name＝null，这里存在没有对对象进行实例化就使用的情况。我们说这时就会出错，随后，程序中出现的“NullPointerException”（空指针异常），明确描述的就是一种空指向异常。
也就是说，在没有对对象进行实例化，也就是没有在堆内存开辟相应空间时，就会产生这样的问题，并且只有引用数据类型才会存在此类问题。比如在后续的开发过程中，“NullPointerException”会一直伴随着开发工作，同时一定要牢记，只有引用数据类型会出现“NullPointerException”，而基本数据类型是不存在这类问题的，因为基本数据类型本身就是实际的数值。
所以说，这是一个基础的内存分析结构，大家一定要清楚这个结构，以后切记一点，对象必须在实例化之后才能够使用，否则是无法使用的。
