剖析一道不简单的面试题

问题

如何实现两个Integer的引用对象传给一个swap方法在方法内部进行交换?

第一版（直接交换）

  public static void main(String[] args) throws Exception {
        Integer a = 1,b = 2;
        System.out.println("before: a="+ a +",b="+b);   //
        swap(a,b);
        System.out.println("after: a="+ a +",b="+b);
    }

    private static void swap(Integer a, Integer b) throws Exception {
        Integer temp = a;
        a = b;
        b = temp;
    }
  //结果
  before: a=1,b=2
  after: a=1,b=2

失败原因

参数传递：值传递和引用传递
Java中变量：基本类型和引用类型
swap接收修改的是值的副本

查看字节码

字节码文件.png
Integer a = 1调用了Integer.valueOf()方法（自动装箱）

查看源码

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

创建的值会保存在成员变量value中

第二版（通过反射机制修改value的值）

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Integer a = 1,b = 2;
        System.out.println("before: a="+ a +",b="+b);
        swap(a,b);
        System.out.println("after: a="+ a +",b="+b);
    }
    private static void swap(Integer a, Integer b) throws Exception {
        Field field = Integer.class.getDeclaredField("value");//获取私有的成员变量
        field.setAccessible(true);//授权访问这些私有的变量并进行修改
        int a1 = a.intValue(); //
        field.set(b,a1);           //交换成功 b=1
        field.set(a,b.intValue());// 交换失败 a=1  Integer.valueOf(b.intValue()).intValue()
    }
   //结果
   before: a=1,b=2
  after: a=1,b=1

失败原因

在-128 - 127之间默认使用同一块内存地址，所以a=b=1

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() {}
}

第三版（创建一个新的对象）

     public static void main(String[] args) throws Exception {
        Integer a = 1,b = 2;  //Integer a = Integer.valueOf(1);
        System.out.println("before: a="+ a +",b="+b);
        swap(a,b);
        System.out.println("after: a="+ a +",b="+b);
    }

    private static void swap(Integer a, Integer b) throws Exception {
        Field field = Integer.class.getDeclaredField("value");//获取私有的成员变量
        field.setAccessible(true);//授权访问这些私有的变量并进行修改
       // int a1 = a.intValue();
        Integer a1 = new Integer(a.intValue());
        field.set(a,b.intValue());// 交换失败 a=1   Integer.valueOf(b.intValue()).intValue()
        field.set(b,a1);           //交换成功 b=1
    }

考察的知识点

• -128到127之间有缓存的概念
• 自动装箱和拆箱
• 反射，通过反射去修改private final变量