java零基础入门-面向对象篇(七) 各种变量在JVM中的位置和运行方式
本章对前面学的知识进行一个总结，为下面要介绍的封装继承和多态打好基础。
学习就要不断的复习和总结，才能让学过的知识不断的得到沉淀，变成自己的知识，切勿心浮气躁，囫囵吞枣。
在我的编程生涯中，遇到过很多问题和BUG，最让我难忘的就是那种既不报错，又没有异常的BUG，这种BUG解起来让人痛苦不堪，比如我当年就碰到过一个由static 静态变量引发的BUG，最后只能用输出语句排查，这就是典型的知识点掌握的不牢引发的问题。当然那段代码不是我写的。
所以在我们使用变量的时候，一定要掌握一些原则，就是潜规则，不能随便看心情来定义变量。如果能够知道变量的内在原理，那对我们写代码会有更大的帮助。
变量的分类
根据变量的声明位置一般分为两种
在类里面方法外面声明的变量，是成员变量。成员变量又分为类变量和实例变量。类变量就是static修饰的变量，它属于类。实例变量就是没有static修饰的变量，它属于对象。
再就是在方法内部声明的变量，是局部变量。局部变量包括方法的参数，方法内部定义的变量。
1.普通成员变量，属于对象
2.静态成员变量，属于类
3.局部变量，方法的参数是局部变量
4.方法内部定义的变量是局部变量
前面说堆栈的时候，说变量在栈里面，其实那仅仅是指局部变量。普通成员变量在堆里面，静态成员变量在方法区。是不是又有点懵，就一个变量整这么多地方干啥，东放一点西放一点，放一起不就完了。其实分开存放是有原因的，因为他们的生命周期不同，不同的变量有着不同的生命周期，导致他们必须存放在不同的地方。
为什么生命周期不同要放不同的地方？你想想你家有冰箱吧，你试试不把冰淇淋放冰箱，估计你还没吃，它就变成液体了。因为冰淇淋的生命周期不同，它不在冰箱活不了多久，要根据它的特点指定存放的地方，不然你还没开始调用（吃），他就被销毁了（化了）。
栈帧
首先来看局部变量，局部变量是生命周期最短的，为什么呢？因为局部变量一般定义在方法里面，他随着方法的调用创建，随着方法的完毕销毁。
我们前面说的栈是一种数据结构，它是一种设计概念，而我们虚拟机里面的虚拟机栈是用这个设计概念实现的程序，请不要混淆两者的概念。
现在我们可以完善一下前面讲的那个栈的结构了。在JVM中，我们每次入栈其实不是入栈的一个变量，而是一个栈帧，在我们知识体系不完善的时候用入栈变量来解释可能会好理解一些，但是现在我们储备了足够的知识，我们就可以理解的更准确一点。
栈帧是什么？栈帧是虚拟机进行方法调用和方法执行的数据结构。就是说，我们每一个方法，都对应了一个栈帧。
栈帧主要由以下几个部分组成，局部变量表，操作数栈，动态连接，方法返回地址。这里我们只关注局部变量表，其他几个部分，知道有这个东西就行了。
对我们来说，栈帧里面最需要了解的就是局部变量表。我们方法中定义的局部变量，就是参数和方法内定义的变量都存在这里（第一张图里面，3,4）。下面我们来看看调用方法的时候，栈帧是怎么进出的。
1.当方法执行到 studyFrameWork 这个方法的时候，栈帧入栈。方法的局部变量 frameWork 和 spring 在栈帧的局部变量表中，一起入栈。
2.当studyFrameWork这个方法执行完毕后，方法对应的栈帧出栈。
3.当程序继续运行到下一个方法 studyWebFrameWork 的时候,这个方法对应的栈帧入栈，并且这个方法的局部变量 webFrameWork 和 vue 保存在局部变量表，一同入栈。
以上这个类是将两个方法分开执行的情况，我们再看看下面这种情况
1.调用方法 studyAllFrameWork 的时候，局部变量 frameWork 和 spring 在局部变量表中入栈
2.这个时候，studyAllFrameWork 这个方法没有执行完毕，在这个方法内部又再次调用了 studyWebFrameWork 这个方法，局部变量vue，webFrameWork 在局部变量表中入栈。这个时候栈中有两个栈帧，先入栈的在栈底，后入栈的在栈顶。
3.后入栈的方法执行完毕，返回值返回给先入栈的方法，这个时候后入栈的方法出栈，程序继续执行。
4.最后当第一个入栈的方法也执行完毕后，第一个方法对应的栈帧也出栈了。
看到这里，很多同学心里的问题应该有答案了。
为什么只有栈顶可以操作？我直接用栈底的数据不行吗？
因为当我们调用方法的时候，方法中的数据按照顺序入栈，如果没有运行完毕或者出现异常，这个方法对应的栈帧是不会出栈的，如果往下执行，又调用了另外一个方法，那么另外一个方法对应的栈帧会继续入栈，在栈顶，然后程序开始执行后入栈的这个栈帧对应的方法，所以只有栈顶的这个栈帧对应的方法才可以操作，当他运行完毕出栈以后，会继续运行第一个没有运行完毕的方法，这时候，第一个方法对应的栈帧就是栈顶（因为只有一个栈帧了）。所以只有栈顶可以操作。
当然，如果我们第二个方法中又调用了第三个方法，就会有第三个方法对应的栈帧入栈。然后依次运行，出栈。
入栈的时候，局部变量开始生效，出栈的时候，局部变量就销毁掉了，所以局部变量的生命周期只在方法内部有效，出了方法就不能使用了。现在大家应该对这个有更深刻的理解了吧。
成员变量的位置
成员变量有两种，普通成员变量属于对象，因为当我们使用 new 创建一个对象的时候，这个对象会在堆里面开辟一个空间，而成员变量会随着这个对象的创建，也在堆里面。而当程序里面没有任何变量指向这个对象的时候，这个对象就会被清洁阿姨回收掉，这个时候成员变量也会一起被回收掉。
所以普通成员变量的生命周期和对象一样，随着对象的创建而创建，随着对象的回收而回收。
再看另外一种，静态成员变量。静态成员变量在方法区，它属于类，所以它的生命周期跟类一样。也就是说当对象生老病死以后，这个静态成员变量依然活的好好的。
本文开头说过一个静态变量引发的BUG就是，某位不知名程序员为了满足一个 “全局” 的需求，结果使用了静态变量，然后他每次 new出来的对象都会对这个全局变量进行修改， 由于方法区是线程共享的，结果出现了意料之外的结果。所以理解每种变量所在区域和该区域的特点很有必要。
对于各种变量，我们知道它们的生命周期和作用范围，对我们后面的学习很有必要。比如我们要控制变量的作用范围，可以使用局部变量的时候就使用局部变量，过多的使用成员变量会增加堆内存的开销。再就是我们讲到封装等概念的时候，也需要控制变量的作用范围，使我们的程序更加符合程序设计的规范。
最后，本章解释的jvm栈帧结构其实也不是很完全，但是作为初学者，学这些已经远远超出了我们需要掌握的知识，能理解最好，实在不能理解也没有关系。
