【JavaSE】深入理解Integer缓存原理

Love The Way You Lie 2024-03-30 15:39 12阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  1. 前言
 *  2. Integer的缓存常量池
 *  3. Integer类重写的方法
 *  4. Integer的几个比较案例
 *  5. 总结

## 1. 前言 ##

`Integer` 类在对象中包装了一个基本类型 `int`的值。`Integer` 类对象包含一个 `int`类型的字段。

此外，该类提供了多个方法，能在 int 类型和 String 类型之间互相转换，还提供了处理 int 类型时非常有用的其他一些常量和方法。

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## 2. Integer的缓存常量池 ##

在`Integer`源码中，可以找一个一个名为`IntegerCache`的私有静态内部类，这个类是用来实现Integer的缓存常量池的。

// Integer类中私有的静态类 承载cache的实现
    private static class IntegerCache {
        
        static final int low = -128;// 最小支持为-128
        static final int high;//最大支持
        static final Integer cache[];// 用来装载缓存  常量池
    
        static {
        
            // -128~127 这个范围的整数值是使用最广泛的
            int h = 127;
            // Java6中可以通过调整JVM启动参数来设置最大值
            // 根据应用程序的实际情况 灵活的调整来提高性能
            // JVM 的启动参数 -XX:AutoBoxCacheMax=size 修改最大值
            String integerCacheHighPropValue =
            sun.misc.VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high");
            if (integerCacheHighPropValue != null) {
        
                try {
        
                    int i = parseInt(integerCacheHighPropValue);
                    // 获取较大者
                    i = Math.max(i, 127);
                    // 设置最大值不能超过Inter.MAX_VALUE
                    h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - (-low) -1);
                } catch( NumberFormatException nfe) {
        
                    // 如果该值配置错误则忽略该参数配置的值，使用默认范围-128~127
                }
            }
            high = h;
            // 初始化数组容量为127 + 128 + 1(以默认区间为参考)
            cache = new Integer[(high - low) + 1];
            int j = low;
            // 缓存通过for循环来实现，创建范围内的整数对象并存储到cache数组中
            // 程序第一次使用Integer的时候需要一定的额外时间来初始化该缓存
            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() {
        }
    }

该缓存常量池的作用，是为了只要值在-128-127之间，无论是采用`Integer a=Integer.valueOf(127)`还是`Integer a=127`，都会在缓存常量池中获取到提前创建好的对象。

所以只要值相同，它们获取到的对象是同一个对象，因此地址也相同。

> 为什么`Integer a=127`也适用呢？

像上面这样将`Integer`类型的`a`直接赋值给127，Java会通过自动装箱机制，将int类型转化为Integer类型。

自动装箱机制，其实也就是编译期间，编译器自动调用`Integer`类中的`valueOf`方法

public static Integer valueOf(int i) {
        
        if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
            return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
        return new Integer(i);
    }

查看`valueOf`源码不难看出，首先会判断参数`i`是否在缓存常量池的最小值`low`和最大值`high`之间，如果是，

就会返回常量池中的对应对象。

**否则，就会创建新对象。**

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## 3. Integer类重写的方法 ##

public int hashCode() {
        
        return Integer.hashCode(value);
    }
    public static int hashCode(int value) {
        
        return value;
    }

`Integer`重写了`hashCode`方法，调用`hashCode`方法返回值为本身对象的value。

public boolean equals(Object obj) {
        
        if (obj instanceof Integer) {
        
            return value == ((Integer)obj).intValue();
        }
        return false;
    }
    
    public int intValue() {
        
        return value;
    }

`Integer`重写了`equals`方法

调用`equals`方法，首先会判断参数`Object obj`是否是`Integer`类型

如果是，则会将`obj`强转成`Integer`，然后取其对象中的`value`，跟自己的`value`进行判断。

如果不是，则返回`false`

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## 4. Integer的几个比较案例 ##

***两个Integer对象进行比较***

public static void main(String[] args) {
        
        Integer a = new Integer(66);
        Integer b = new Integer(66);
        System.out.println(a == b);
    }

因为a和b均为新new出来的对象，并且`==`比较的是地址，**两个new出来的对象永远不可能相等**，因此输出`false`

***两个Integer对象使用equal方法进行比较***

public static void main(String[] args) {
        
        Integer a = new Integer(66);
        Integer b = new Integer(66);
        System.out.println(a.equals(b));
    }

上面有说过使用`equal`方法，如果两个比较的对象均为`Integer`，则比较它们的`value`是否相等，很明显，它们的`value`相等，所以是`true`。

***基本类型和Integer类型 通过 == 比较***

public static void main(String[] args) {
        
        Integer a = new Integer(66);
        int b = 100;
        System.out.println(a == b);
    }

这里，基本类型和`Integer`类型比较，Java会先自动进行拆箱操作，也就是将包装类型转化为基本类型，然后再进行比较，所以比较的是两个int值是否相同，答案是`true`

***在缓存范围内的比较***

public static void main(String[] args) {
        
        Integer a = 66;
        Integer b = 66;
        System.out.println(a == b);
    }

对于这种直接将两个`int`类型赋值给`Integer`，Java会先进行自动装箱，也就是调用`valueOf`方法。

由于66在\[-127，128\]范围内，也就是默认的缓存范围，所以这里不会新创`Integer`对象，而是**生成的对象引用都会指向Integer内部的常量池中对应的值的对象**。所以两个对象为同一对象。因此答案是`true`。

***在缓存范围外的比较***

public static void main(String[] args) {
        Integer a = 128;
        Integer b = 128;
        System.out.println(a == b);
    }

同样的，Java会进行装箱操作，但是由于值不在\[-127， 128\]范围内，因此`valueOf`方法会返回一个`new Integer(i);`，因此两个对象并不是指向常量池对应的值的对象，故不是同一对象。答案是`false`

***new生成的Integer对象与直接赋值的Integer对象的比较***

public static void main(String[] args) {
        
        Integer a = new Integer(66);
        Integer b = 66;
        System.out.println(a == b);
        System.out.println(a.equals(b));
    }

首先，a是new出来的对象，而b是指向Integer内部的常量池中对应的值的对象。

两者明显不是一个对象，只是两个对象的value相同而已。

所以答案是`false`和`true`

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## 5. 总结 ##

首先，不仅仅是`Integer`类型有缓存常量池这个说法。

**Byte，Short，Integer，Long，Character都有缓存常量池。**

1.  **Byte，Short，Integer，Long为 缓存范围 -128 到 127**
2.  **Character缓存范围为 0 到 127**
3.  **只有Integer缓存范围可以改变**

**其次，开发中应该尽量避免多次装箱开箱操作。**

int值直接存放于内存栈中，虽然数值操作不是原子性的，**但是在单线程的存取操作中，开销小**，所以速度快很多，不像Integer\*\*，还需要牵扯对象头的内存存储以及其他操作，更加的消耗性能\*\*。

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