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Integer与int的区别

Integer与int的区别

作者: 憩在河岸上的鱼丶 | 来源:发表于2018-06-12 11:29 被阅读15次

    1.典型回答

    int是基本数据类型(Primitive Types),是java的8个基本数据类型之一,java中虽然号称一切都是对象,但是基本数据类型除外。

    2.基本介绍

    Integer是int对应的包装类,有一个int字段value存储数据,并且提供了基本操作,比如数学运算,int和字符串之间的转换,不同禁止之间的转换,。另外非常重要的一个功能就是自动装箱和自动拆箱功能(boxing/unboxing),java可以根据上下文自动进行转换。

    public Integer(int value) {
        this.value = value;
    }
    private final int value;
    

    3.值缓存

    在了解了Integer的值缓存之前,先思考一下下面这道测试题:

      // 测试题1
    public static void main(String[] args) {
        Integer a1 = 100;
        Integer a2 = 100;
    
        Integer b1 = 1000;
        Integer b2 = 1000;
    
        System.out.println(a1 == a2);    // true
        System.out.println(b1 == b2);    // false
    }
    

    Integer的缓存范围是-128127,但是在特别的应用场景,比如我们明确知道应用汇频繁使用更大的数据,这是可以利用JVM参数调整缓存上限值。

    -XX:AutoBoxCacheMax=N
    

    这些实现,在Integer源码中,实现在静态内部类IntegerCache的静态初始化块里,static修饰的变量,JVM会提前给我们初始化好,这个特性在实际开发过程中,经常用来作缓存。

    在下面的代码可以看到,首先会读取jvm参数来确定值缓存的范围,然后将范围内的整型初始化保存到static final修饰的cache数组中,在下一节中会讲到自动装箱时会从缓存cache中获取对应的数值,避免了重复创建对象,节省了内存开销。

    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() {}
    }
    

    这些缓存机制并不是只有Integer才有,同样存在于其他的一些包装类,比如:

    • Boolean,缓存了true/false对应实例,确切的说,只会返回两个常量实例Boolean.TRUE/FALSE
    • Short,同样默认缓存了-128-127之间的数值
    • Byte,全部数值被缓存(-128-127)
    • Character,缓存范围 '\u0000'到'\u007F'

    Integer的常量池用到了享元模式, 主要用于减少创建对象的数量,以减少内存占用和提高性能

    4.自动装箱、拆箱

    自动装箱实际上算是一种语法糖。什么是语法糖,可以简单理解为Java平台为我们自动进行了一些转换,保证不同的写法在运行时等价,他们发生在编译阶段,生成的字节码是一致的。

    从生成的class文件中可以看到,javac替我们自动把装箱转换为Integer.ValueOf(),把拆箱替换为Integer.intValue()

    //源代码
    Integer boxing = 666;
    int unboxing = boxing + 1;
    
    //反编译
    Integer boxing = Integer.valueOf(666);
    int unboxing = boxing.intValue() + 1;
    

    自动装箱调用了Integer的静态工厂方法ValueOf(),可以从缓存中获取数据,若超出缓存范围,则调用构造方法。

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

    Java中字符串是不可变的,保证了基本的信息安全和并发编程中的线程安全。所有包装类中存储数值的成员变量value,都被声明为private final,所以,它们同样是不可变类型。

    原则上,建议避免无意中的装箱,拆箱行为,在性能敏感的场合,创建10w个Java对象和10W个整型的开销可不是一个数量级的,不管是内存使用还是处理速度,仅对象头的空间占用就已经是数量级的差距了。Java对象都是引用类型,如果是一个基本类型数组,在内存里是一段连续的内存,而对象数组则不然,数据存储的是引用,对象往往分散的存储在堆的不同位置,这样的设计虽然带来了极大的灵活性,但是也导致了数据操作的低效,尤其无法充分利用现代CPU的缓存机制。

    Integer等包装类,定义了类似SIZE或者BYTES这样的常量,这样的设计考虑是为了保证32位和64位平台中Integer的数据位数一致,开发者无需担心数据的位数差异。

    5.equals方法

    由于IntegerCache的存在,我们比较Integer类型的数据时会使用equals方法,是否完全搞懂了Integerequals方法,可以先思考一下下面这道测试题:

    // 测试题2
    public static void main(String[] args) {
        Integer i = new Integer(3);
        Long l = new Long(5);
        
        System.out.println(i.equals(l));    //false
    }
    

    查看源码可以知道,Integerequals方法会先判断参数obj是否为Integer类型,然后进行拆箱,最后比较基础类型值的大小。

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

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