java知识之 Integer自动拆装箱与缓存

2016-11-27

java 拆装箱 Integer缓存

在java的数据类型中，包含基本类型 (如:int、double、...) 和包装类型(如: Integer、Double、... )。
自动装箱指的是把基本类型的值转换为对应的包装类对象，反之则为自动拆箱。

如下示例代码：

1 2	Integer x = 100; int y = x;

第一行代码实现了自动装箱，调用了 valueOf(int i) 方法；第二句实现了自动拆箱，调用了 intvalue() 方法。这些都是编译器自动帮我们完成的不用我们自己调用。

以此类推，其他的装箱拆箱机制类似。

下面的代码咋一看，输出都为 true,但其实不然：

Integer a = 100 ;
Integer b = 100 ;
Integer c = 200 ;
Integer d = 200 ;
System.out.println(a==b);
System.out.println(c==d);

其中 a==b 结果为 true , c==d 结果为 false 。出现这种情况，主要是在进行自动装箱时， Integer的缓存机制导致的。

如下Integer部分源码：


public final class Integer extends Number implements Comparable<Integer> {
    @Native
    public static final int MIN_VALUE = 0x80000000;
    @Native
    public static final int MAX_VALUE = 0x7fffffff;
    
    // ...
    //缓存类 默认用数组缓存 [-128,127] 的常量
    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;
            //获取Jvm配置的Integer的最大值，可以手动设置
            String integerCacheHighPropValue =
                    sun.misc.VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high");
            if (integerCacheHighPropValue != null) {
                try {
                    //转换成int
                    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;
            //创建缓存常量数组
            cache = new Integer[(high - low) + 1];
            int j = low;
            //设置数组元素值
            for (int k = 0; k < cache.length; k++)
                cache[k] = new Integer(j++);
            //通过断言确保数组最小范围为：[-128,127]
            assert IntegerCache.high >= 127;
        }
        private IntegerCache() {
        }
    }
    //...
    /**
     * 自动装箱
     *
     * int -> Integer
     *
     * @param i
     * @return
     */
    public static Integer valueOf(int i) {
        //如果在缓存范围内，直接从缓存中区，
        if (i >= Integer.IntegerCache.low && i <= Integer.IntegerCache.high)
            return Integer.IntegerCache.cache[i + (-Integer.IntegerCache.low)];
        // 在缓存空间外，重新创建
        return new Integer(i);
    }
    
    //...
}

在默认情况下，Integer创建的缓存常量为 [-128,127],所以在上面的例子中，Integer a = 100 创建 a 对象是直接从常量数组中获取的，直接找到他的引用，b也是同样的，则 a==b 返回true;对于 Integer c = 200 ,在常量池中没有缓存，则通过 new Integer(200) 创建新对象，d也是这样创建的，他们所指向的引用不同，则 c==d 返回为 false 。

在上面的缓存类 IntegerCache 中的静态代码块中，使用 sun.misc.VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high");
获取设置jvm最大的Integer缓存池范围。可以手动指定该值，通过设置 -XX:AutoBoxCacheMax=2000 属性，如下命令行编译：

//编译生成字节码
javac TestInteger.java
//指定范围最最大值为2000，运行
java -XX:AutoBoxCacheMax=2000 TestInteger

此时如下代码输出均为true：

Integer a = 100 ;
Integer b = 100 ;
Integer c = 200 ;
Integer d = 200 ;
System.out.println(a==b);
System.out.println(c==d);

如果使用ide,直接设置运行时 VM 值即可，如下图

此外，在上面的代码中用到了 assert(断言) 关键字，它主要用来保证代码的正确性。
使用发方法为

1	assert 表达式;

若表达式为 true ,则程序正常运行，否则抛出异常 java.lang.AssertionError。编辑器默认的是将他关闭的，此时就算表达式为false也没有任何效果。
在idea中开启断言的方式和上面设置 vm值一样，只是这里设置的是 -ea 。

可使用下面代码测试：

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3

boolean isOpen = false;
assert isOpen;
System.out.println(isOpen);

开启前打印为false，开启后打印为true 。

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