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Java自动装箱、自动拆箱与Integer缓存怎么使用

1.前言自动装箱和自动拆箱是什么?Integer缓存是什么?它们之间有什么关系?先来看一道题目。Integera=newInteger(1);Integerb=newInteger(1);System.out.println(a==b);Integerc=1;Integerd=1;System.out.println(c==d);Integere=128;Integerf=128;System.out.println(e==f);先答,后看答案。答案是falsetruefalse,你答对了吗?既然一块出现

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    1. 前言

    自动装箱和自动拆箱是什么?Integer缓存是什么?它们之间有什么关系?

    先来看一道题目。

    Integer a = new Integer(1);
    Integer b = new Integer(1);
    System.out.println(a==b);
    Integer c = 1;
    Integer d = 1;
    System.out.println(c==d);
    Integer e = 128;
    Integer f = 128;
    System.out.println(e==f);

    先答,后看答案。

    答案是false true false,你答对了吗?

    既然一块出现了,就一起串一下知识点

    2. 包装类

    Java中基本数据类型有八种,可以分为三类:

    • 字符型:char

    • 布尔型:boolean

    • 数值型:byte short int long float double

    包装类是将八种基本数据类型包装为了类,使它们可以使用Java的三大特性:封装、继承、多态。对应关系如下:

    基本数据类型对应的包装类
    byteByte
    shortShort
    intInteger
    longLong
    floatFloat
    doubleDouble
    booleanBoolean
    charCharacter

    数值型对应的六个包装类都继承于Number类。

    3. 自动装箱与自动拆箱

    八种基本数据类型对应八种包装类,那么它们是怎么进行数据转换的?

    //基本数据类型转包装类
    //1.有参构造
    Integer a = new Integer(1);
    //2.实际上,有参构造的参数也可以是字符串,不过要使用正确的数据,“123abc”不可能会转换为Integer类型
    Integer b = new Integer("123");
    //3.valueOf()
    Integer c = Integer.valueOf(123);
    //包装类转基本数据类型(xxxValue()  float是floatValue() double是doubleValue())
    int d = a.intValue();

    以上的形式都是比较符合认知的,获取一个对象可以通过new或者调用某个方法,获取一个值就调用对象的某个属性。

    Java 5.0之后可以不用这么麻烦了,增加了自动装箱和自动拆箱的新特性,实际上两个概念非常好理解。

    int a = 10;
    Integer b = a;  //自动装箱
    int c = b;  //自动拆箱

    乍一看,对象=数值的这种形式并不符合认知,但是借助于自动装箱和自动拆箱就可以实现。实际上,编译器还是借助于valueOf()和xxxValue()实现的。

    我们来看一下valueOf()源码。

    /**
         * Returns an {@code Integer} instance representing the specified
         * {@code int} value.  If a new {@code Integer} instance is not
         * required, this method should generally be used in preference to
         * the constructor {@link #Integer(int)}, as this method is likely
         * to yield significantly better space and time performance by
         * caching frequently requested values.
         *
         * This method will always cache values in the range -128 to 127,
         * inclusive, and may cache other values outside of this range.
         *
         * @param  i an {@code int} value.
         * @return an {@code Integer} instance representing {@code i}.
         * @since  1.5
         */
    public static Integer valueOf(int i) {
        if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
            return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
        return new Integer(i);
    }

    valueOf()并不是简单地返回Integer对象,而是先进行了一次判断,输入的数据符合某个范围的话,将会返回一个特定的对象,从注释上来看,这个范围默认是[-128,127],并且可能是更大的范围;而超过这个范围就会返回new的对象。而使用到的IntegerCache数据就是Integer的缓存了。

    4. Interger缓存

    数值计算日常使用比较频繁,那如果不停的去new Integer对象的话,开销会非常大,所以,Java在执行程序时会自动生成一个静态数组作为缓存,Integer默认对应的缓存数组范围在[-128,127],只要数据在这个范围内,就可以从缓存中拿到相应的对象。

    看一下IntegerCache源码。

    /**
         * Cache to support the object identity semantics of autoboxing for values between
         * -128 and 127 (inclusive) as required by JLS.
         *
         * The cache is initialized on first usage.  The size of the cache
         * may be controlled by the {@code -XX:AutoBoxCacheMax=} option.
         * During VM initialization, java.lang.Integer.IntegerCache.high property
         * may be set and saved in the private system properties in the
         * sun.misc.VM class.
         */
    private static class IntegerCache {
        static final int low = -128;
        static final int high;
        static final Integer cache[];
        static {
            // high value may be configured by property
            int h = 127;
            String integerCacheHighPropValue =
                sun.misc.VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high");
            if (integerCacheHighPropValue != null) {
                try {
                    int i = parseInt(integerCacheHighPropValue);
                    i = Math.max(i, 127);
                    // Maximum array size is Integer.MAX_VALUE
                    h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - (-low) -1);
                } catch( NumberFormatException nfe) {
                    // If the property cannot be parsed into an int, ignore it.
                }
            }
            high = h;
            cache = new Integer[(high - low) + 1];
            int j = low;
            for(int k = 0; k < cache.length; k++)
                cache[k] = new Integer(j++);
            // range [-128, 127] must be interned (JLS7 5.1.7)
            assert IntegerCache.high >= 127;
        }
        private IntegerCache() {}
    }

    可以看到,IntegerCache是Integer的静态内部类,valueOf()调用的IntegerCache.cache就是一个数组对象,数组的大小取决于范围内的最大值和最小值,默认是[-128,127],当然,(注释上说)也可以通过JVM修改这个范围(这我不了解)。然后数组内的元素都会被赋一个Integer对象,缓存也就形成了。

    存在数组缓存,也就意味着,如果取值在[-128,127],使用valueOf()或者自动装箱创建的Integer对象都是在数组中取出,因此对象指向的内存地址是完全一样的。而如果用new或者是超出这个范围都要重新创建对象。

    当然,不止Integer有缓存机制,Byte、Short、Long、Character都具有缓存机制。其中Byte,Short,Integer,Long的范围为 -128 到 127,Character的范围为 0 到 127。

    5. 回答题目

    Integer a = new Integer(1);
    Integer b = new Integer(1);
    System.out.println(a==b);
    Integer c = 1;
    Integer d = 1;
    System.out.println(c==d);
    Integer e = 128;
    Integer f = 128;
    System.out.println(e==f);

    1.new创建的两个对象,即使值相同,指向的内存地址也是不同的,使用==进行比较返回结果为false

    2.自动装箱和缓存机制,两个对象实际上是相同的,返回结果为true

    3.超出缓存范围,执行时会new新对象,两个对象不同,返回结果为false

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