Что такое instance в java

Copyright © 2009-2011, Oracle Corporation and/or its affiliates. All Rights Reserved. Use is subject to license terms.

Difference between instance and Object in Java

In Java functions are known as methods, similarly, objects are known as instances in Java. You have a class, which represent a blueprint of a real-world thing e.g. Car , and object represents a real-world car like your car, my car, a red car or a blue car. They are also known as instances of the car.

One reason for calling instance may be because they are a representation of that class at a particular instant. In practice, use the instance to say about one particular object, and use an object to talk about many objects. By the way, it’s also worth remembering that Java has a class named Object, or java.lang.Object, which is the master class and every other class extend it.

This is another reason why using instance is better because it will minimize confusion. So use Object when you want to talk about java.lang.Object and use instance when you want to talk about the object of OOPS. Let’s take a look more closely at next section.

Object vs Instances

The basic concept of Object Oriented Programming (OOP) revolves around two things, Class, and Object. The class is the blueprint. The Object is an actual thing that is made up using that ‘blueprint’ (like the car example given above). You cannot see the instances, all you see is code, which is your class. Object or instance are created at run-time and they are created in a specific memory area called heap memory.

Each instance consumes some memory depending upon how much and what value you store. For example «Java» is an instance of String class and holds memory required to represent those characters and to store some metadata. You might have also heard about class method vs instance methods, right? look we hardly call object method.

There is no harm calling instance as an object but if you are following rest of Java convention then why not this one. Do you call Java method function? No right, then there is no point calling instance as an object, it will just create confusion nothing more.

If you are senior Java developer or a trainer then it’s your responsibility to pass right terminology to junior developers. Whatever they will hear from you, it will go a long way, so make sure you feed clear and concise information.

Что такое instance в java

In this section, we discuss the use of the static keyword to create fields and methods that belong to the class, rather than to an instance of the class.

Class Variables

When a number of objects are created from the same class blueprint, they each have their own distinct copies of instance variables. In the case of the Bicycle class, the instance variables are cadence , gear , and speed . Each Bicycle object has its own values for these variables, stored in different memory locations.

Sometimes, you want to have variables that are common to all objects. This is accomplished with the static modifier. Fields that have the static modifier in their declaration are called static fields or class variables. They are associated with the class, rather than with any object. Every instance of the class shares a class variable, which is in one fixed location in memory. Any object can change the value of a class variable, but class variables can also be manipulated without creating an instance of the class.

For example, suppose you want to create a number of Bicycle objects and assign each a serial number, beginning with 1 for the first object. This ID number is unique to each object and is therefore an instance variable. At the same time, you need a field to keep track of how many Bicycle objects have been created so that you know what ID to assign to the next one. Such a field is not related to any individual object, but to the class as a whole. For this you need a class variable, numberOfBicycles , as follows:

Class variables are referenced by the class name itself, as in

This makes it clear that they are class variables.

You can use the Bicycle constructor to set the id instance variable and increment the numberOfBicycles class variable:

Class Methods

The Java programming language supports static methods as well as static variables. Static methods, which have the static modifier in their declarations, should be invoked with the class name, without the need for creating an instance of the class, as in

A common use for static methods is to access static fields. For example, we could add a static method to the Bicycle class to access the numberOfBicycles static field:

Not all combinations of instance and class variables and methods are allowed:

• Instance methods can access instance variables and instance methods directly.
• Instance methods can access class variables and class methods directly.
• Class methods can access class variables and class methods directly.
• Class methods cannot access instance variables or instance methods directly—they must use an object reference. Also, class methods cannot use the this keyword as there is no instance for this to refer to.

Constants

The static modifier, in combination with the final modifier, is also used to define constants. The final modifier indicates that the value of this field cannot change.

For example, the following variable declaration defines a constant named PI , whose value is an approximation of pi (the ratio of the circumference of a circle to its diameter):

Constants defined in this way cannot be reassigned, and it is a compile-time error if your program tries to do so. By convention, the names of constant values are spelled in uppercase letters. If the name is composed of more than one word, the words are separated by an underscore (_).

The Bicycle Class

After all the modifications made in this section, the Bicycle class is now:

Модуль 2. Урок 3. Работа с экземплярами в Java. — Введение в Java

Внимание. В слайде была ошибка. time: 01:48 в классе Main метод main должен быть void , а не voind .

В этом уроке много базовых терминов. Их нужно знать как алфавит. Вам придется неоднократно возвращаться и повторять этот материал — это нормально. 🙂

Java Virtual Machine (JVM) — это программная система, в которой исполняются java-программы. Для java-программ JVM является реальной, а не виртуальной вычислительной машиной. А вот уже JVM написана под различные платформы и операционные системы.

blueprint — буквально это "фотографическая копия раннего плана здания или машины". Выполняется на бумаге синего (голубого) цвета. В рамках программирования это тоже чертеж, на основании которого будет создан объект. Только этот чертеж состоит не из линий на чертежной доске, а из строк кода, которые задают свойства и возможности будущих объектов.

класс — это тот самый blueprint в мире java, по которому будут создаваться объекты. Класс состоит из кода, который хранится в соответствующем файле.

Вот пример кода класса Human, который должен обязательно находится в файле Human.java :

На основе этих строк будут создаваться объекты.

члены класса — это основные элементы, которые может содержать в себе класс. Ими являются переменные (поля) и методы.

экземпляр, объект, instance — это сущность созданная на основе класса. Так же как и деталь на токарном станке создается на основе чертежа или человек "создается" на основе ДНК. Например, объект класса Object создается так: new Object() . А объект класса Human — new Human() . В мире java все является объектом.

оператор new выделяет место в памяти JVM под объект.

идентификатор (ссылка на документацию) — это, по сути, имя. Такое же, как и у людей, мест, объектов во всем мире. Но в документации java применяется термин "identifier". Потому что он позволяет идентифицировать конкретную сущность в мире java. В java идентификатор используется для переменных, методов, классов. Например, Object, String, Human, SomeClassName — это примеры идентификаторов (имен) классов. Имена классов всегда пишутся с большой буквы в camelStyle. Имена методов мы разберем в отдельном уроке. А имена переменных — в этом.

метод — это член класса в котором описывается логика (последовательность действий) над данными. О методах мы поговорим в других уроках.

reference, ссылка, переменная — это идентификатор (имя), с заданным типом, который может указывать на конкретный объект в оперативной памяти или на значение примитива. Ссылку часто называют переменной, но это не всегда соответствует ее свойствам. Важно понимать, что любая переменная предназначена для хранения адреса в памяти на конкретный объект или значение примитива, потому — ссылка на что-то. Правила именования ссылок будут даны ниже. При объявлении ссылки, естественно, нужно указать ее тип и имя. Например, так: Object myObject . Object — это тип, который сможет хранить в себе данная ссылка. myObject — это имя. Но эта ссылка, пока что, указывает в никуда, в null . Ей нужно присвоить объект — инициализировать.

null — это специальное ключевое слово, которое означает буквально "ничто".

инициализация переменной — это присвоение ссылке адреса конкретного объекта. Делается это с помощью знака равно " = ". В java это оператор присваивания. Запишем объявление ссылки, ее инициализацию и создание объекта в одну строчку: Object otherObject = new Object(); .

На один и тот же объект могут ссылаться несколько ссылок:

В данном кусочке кода создан один объект типа Human и присвоен трем ссылкам (передан его адрес в памяти по цепочке). А вот если написать напротив каждой ссылки new Human() — то у каждой ссылки будет свой объект.

У одной ссылки (идентификатора) — может быть только один объект!

блок кода — это часть кода, заключенная в фигурные скобки: <> . < — открывает блок кода. >— закрывает блок кода. Класс, метод, цикл, условный оператор — имеют свои блоки кода. Блок кода каждого из них, для простоты, называют телами. Методы, циклы, условные операторы — мы рассмотрим в других уроках. А сейчас давайте просто посмотрим на их тела в таком примере:

Переменные (ссылки), согласно документации, делятся на такие типы:

• Поля класса. Это ссылки, которые объявлены в теле класса. Если взять в пример класс Human, то его полями будут name и age . В классе Computer это будет поле с именем foo . Объявление и инициализация поля класса не может быть разбито на две строки в рамках тела класса! Например, нельзя написать так: «`java class Computer2 < String foo; // объявляем поле класса foo = "просто пример поля класса"; // безуспешно пытаемся его инициализировать, ошибка компиляции! >

Где, как и когда инициализировать поля класса — зависит от условий задачи, которую Вы решаете.

• Локальные переменные. Это ссылки, которые объявлены в любом блоке кода, который вложен в тело класса. Если рассмотреть класс Computer , то в нем локальной переменной будет result , поскольку эта ссылка объявлена внутри тела метода computeSumm .
• Параметры. Это ссылки, задающие начальное состояние блока кода. Например, у метода computeSumm есть свой параметр incomeArray , который имеет тип int[] . Параметры метода еще называют "аргументы метода". А вот number уже является параметром цикла for .

Любая переменная — это просто ссылка на конкретный объект или значение (примитив) в памяти компьютера.

область видимости — это границы, в которых доступны переменные для членов класса. Каждый блок кода видит переменные внешнего блока кода, но не видит содержимое внутренних блоков кода. Например, ссылка foo объявлена в теле класса Computer — она видна любым другим членам текущего класса и вложенным друг в друга блокам кода. То есть мы можем печатать переменную foo не только в методе printFoo , но и в методе computeSumm или даже в цикле for . А вот переменная (параметр метода computeSumm ) incomeArray — видна только в рамках тела этого метода. Это значит, что класс Computer не знает о существовании incomeArray . И метод printFoo , соответственно, тоже не знает о существовании переменной incomeArray . Зато все вложенные в метод computeSumm блоки кода (циклы, условные операторы и все, что мы туда засунем) могут обращаться к incomeArray и использовать эту переменную. Аналогичной по видимости incomeArray является переменная result . А переменная number видна только в рамках тела цикла for .

Правила именования ссылок переменных

1. имя ссылки всегда пишется с маленькой буквы;
2. в верблюжем стиле и слитно, если более одного слова в имени ссылки, например, theAdam ;
3. константы пишутся в теле класса и ПОЛНОСТЬЮЗАГЛАВНЫМИБУКВАМИ с подчеркиванием между словами, например: double NUMBER_PI = 3,14 ;
4. имена переменных могут начинаться с: a — z , _ , $ ;
5. имена не могут начинаться с любого числа или точки;
6. имена не могут содержать в себе # , : , / и прочих символов, но могут содержать числа (не в начале!);
7. имена не могут состоять только из ключевого слова синтаксиса java или литерала; например, нельзя объявить int new; , но можно объявить int newCounter; ; нельзя объявить String true; , но можно объявить String someTrueString; ;
8. в теле одного блока кода не может быть полей с одинаковыми идентификаторами (именами)! Это значит, что если мы уже объявили в теле класса Computer поле String foo , то второй раз уже не нужно писать String foo в теле этого класса. Но зная об области видимости мы смело можем объявить еще один раз String foo , например, в рамках тела метода. Попробуйте это прямо сейчас в коде. Экспериментируйте и внимательно изучайте вывод компилятора — он дает много подсказок об ошибках в коде.

Ссылка на перечень разновидностей литералов. Для начала, проще запомнить эти литералы, которые нельзя использовать как готовые имена: true , false , null .

Использование объектов

Объект можно создать только из ссылочного типа бесконечное количество раз (в пределах возможностей компьютера). Примитивные типы просто имеют уже конечный перечень значений, которые мы можем использовать, а создавать объекты на их основе примитивов — невозможно. Но есть "обертки" над примитивами, из которых можно создавать объекты. Обертки являются ссылочными типами данных (см. предыдущий урок).

Для начала рассмотрим пример создания объектов на основе класса Human . Изучите код:

Экспериментируйте с этим кодом. Покрутите его в IDEA. Только ж не забудьте еще написать класс Human. 😉

использование объекта — это любая форма взаимодействия с объектом. Например, обращение к его членам или передача объекта в качестве параметра (аргумента) метода.

Для обращения к объекту, почти всегда, необходимо имя его ссылки. Например, для обращения к одному из двух объектов класса Human нам нужно написать theAdam или theEve . А дальше мы можем получить доступ к членам этих объектов.

доступ к членам объектов осуществляется посредством обычной точки " . ". Точка говорит: "Раскрыть этот объект!". А за точкой нужно указать идентификатор нужного нам члена объекта.

Например, обратимся к полю name объекта theAdam и назначим ему нормальное имя: theAdam.name = "Adam"; . Так же можно поменять имя и для theEve : theEve.name = "Eve"; . Рассмотрим это чуть ниже в примерах.

Обратите внимание, что поле name ссылается на конкретные объекты класса String . А это значит, что мы можем получить доступ к членам и этого объекта! Например так: theAdam.name.length() . Рассмотрим это в коде:

Рассмотрим инициализацию переменной lengthOfName :

1. обращаемся к объекту переменной theAdam ;
2. "раскрыли" его точкой;
3. обращаемся к полю name , который по сути есть ссылка на объект класса String ;
4. "раскрыли" его точкой;
5. а у любого объекта класса String есть метод length() , к которому мы и обратились; он вернет число символов в текущем объекте;
6. записываем результат работы нашей цепочки вызовов в локальную переменную lengthOfName .

Для обращения к объекту не всегда необходимо использовать имя его ссылки. Например, мы можем создать объект и тут же передать его в какой-то метод, при этом не сохраняя адрес этого объекта в коде: System.out.println(new Human()) . И к его членам мы тоже можем обратиться. Рассмотрим в коде:

Как видно из этого примера, мы создали несколько объектов и ни одной ссылки на них. Так стоит поступать только и только тогда, когда мы точно знаем, что не станем повторно использовать один и тот же объект.

Что такое Human@1b6d3586 — это то, как JVM видит внутри себя конкретный объект класса Human . У каждого нового объекта будет свой адрес в памяти JVM на подобии Human@1b6d3586 .

В данном случае, у каждого нового объекта класса Human всегда поле name будет содержать "Oldman" , а age — 99. Потому что изначально в классе были "зашиты" эти параметры, для удобства примеров кода. В рабочем коде предопределять значения рекомендуется только КОНСТАНТАМ.

Жизненный цикл любого класса в Java

• дизайн класса (design) — предварительная проектировка, до написания кода. Например, в UML-диаграмме;

Предварительное описание классов и его членов — является хорошей практикой!

• имплементация класса (реализация класса в редакторе) — описываем класс в виде кода в файле с расширением *.java ;

• использование класса — это создание объекта на его основе.

Жизненный цикл instances (объектов) класса

• Создание (creation) в памяти нового instance, реального объекта, который создается на базе класса, например, так: new Human() . Но лучше сразу объявить ссылку и передать ей этот объект: Human human = new Human(); .
• Жизнь (living)/использование instance. Любые манипуляции с объектом, например, human.age = 12; или System.out.println(human.age); .

Доступ к полям объекта осуществляется через точку. Точка раскрывает объект и позволят добраться к полям этого объекта.

• releasing (освобождать, отпускать, сбрасывать) — отвязываем текущий объект от ссылки, например, так human = null; или так human = new Human(); . Суть в том, что ссылка human больше не ссылается на тот же объект;
• уничтожение (removing) — объект удаляется из памяти мусорщиком, если на него не ссылается ни одной ссылки в текущей программе.

Итак, у класса есть три этапа жизненного цикла: design, implementation, usage. А у объектов их четыре: creation, living, releasing, removing.

Память и объекты

Мы еще будем детально рассматривать stack и heap в грядущих уроках про методы. А пока взглянем на это в общих чертах для общего понимания. Ведь объекты эти существуют не в вакууме.

JVM разделяет свою память на stack & heap(куча). Стек служит для обеспечения работы методов. У каждой программы, у каждого потока свой стек. В стеке создаются фреймы вызываемых методов. А куча служит для хранения и доступа к объектам (одна куча на всю программу). Для простоты понимания:

• Стек удобно рассматривать как стопку монет, в которой каждая монета — это запущенный метод. Так называемый "фрейм метода". Пока не отработает верхняя монета — остальные недоступны. Работает стек по принципу LIFO. Повторюсь: детальнее рассмотрим это в другом уроке.
• Куча хоть и говорящее название, но эту область памяти JVM лучше воспринимать как библиотеку или склад, в которой каждая книжка имеет свой адрес.

Примитивы хранятся как в стеке, так и в хипе. Это зависит от места их объявления: в методе или на уровне класса. А объекты ссылочных типов хранятся только в хипе.

Рассмотрим такой пример:

someNumber — эта ссылка находится в фрейме метода main , а фрейм в стеке. И память под значение 999999 тоже выделена в стеке, в фрейме текущего метода.

human — эта ссылка находится в стеке метода main . О стеке методов, повторюсь, мы узнаем больше в следующих уроках. И указывает human на адрес в хипе, где находится экземпляр (инстанс) класса Human .

Сам объект human содержит в себе еще две ссылки: name типа String и age типа int . В строчках human.age = 12; и human.name = "Testor"; мы присваиваем этим ссылкам конкретные объекты.

В хипе это выглядит так:

1. Для int age значение хранится в пределах объекта human , а сам объект в хипе.
2. Для String name значение хранится где-то в хипе, так же как и human . Может даже в соседнем регистре памяти JVM. А в пределах объекта human просто записан адрес объекта в поле name . Поскольку тип String является ссылочным типом, а не примитивом.

Рекомендация

Перед тем как пойти далее, решать тесты, поэкспериментируйте с кодом в примерах этого урока. Посмотрите что будет с программой, если поменять местами инициализацию, оставить поля без значений, вывести несколько разных объектов на экран и т.п.

Именно эксперименты над кодом позволяют компенсировать недопонимание чего-либо в программировании. И в работе это приходиться делать частенько.

Полезные ссылки

Для более глубокого понимания, того как объекты занимают память, рекомендую прочитать вот эту статью.

Остались вопросы? Задайте их в разделе «Обсуждение»

Вам ответят команда поддержки Хекслета или другие студенты.

Об обучении на Хекслете

• Статья «Как учиться и справляться с негативными мыслями»
• Статья «Ловушки обучения»
• Статья «Сложные простые задачи по программированию»
• Урок «Как эффективно учиться на Хекслете»
• Вебинар «Как самостоятельно учиться»

Открыть доступ

Курсы программирования для новичков и опытных разработчиков. Начните обучение бесплатно