Java详细分析讲解自动装箱自动拆箱与Integer缓存的使用

目录

• 1. 前言
• 2. 包装类
• 3. 自动装箱与自动拆箱
• 4. Interger缓存
• 5. 回答题目

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：

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=<size>} 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

到此这篇关于Java详细分析讲解自动装箱自动拆箱与Integer缓存的使用的文章就介绍到这了,更多相关Java自动装箱内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！