本文将介绍Java中Integer的相关知识，分析Integer缓存的原理和作用。
Integer缓存
在Integer类内部定义了一个私有的静态类IntegerCache，用来实现Integer的缓存常量池。
直接深入源码进行分析：
// 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() {}
}
该缓存的作用是为了节省内存，提高性能。
在给一个Integer对象直接赋一个int类型的值得时候：
Integer num = 100;
Java会通过自动装箱机制将int类型值转为Integer类型。自动装箱是指在编译时期编译器自动调用包装类型中的valueOf()方法，进行自动的转换。
Integer#valueOf方法的实现
public static Integer valueOf(int i) {
// 如果命中缓冲区的范围则直接返回已有对应对象的引用
if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
// 不在缓冲范围内的直接new新的对象
return new Integer(i);
}
针对[-128,127]这个范围内的值，Integer会通过复用对象的方式来提升内存的使用率，减少新对象的生成。
Intege类重写了equals方法和hashCode方法
hashCode()
@Override
public int hashCode() {
return Integer.hashCode(value);
}
public static int hashCode(int value) {
return value;
}
即Integer的hashCode值返回对象本身的value值
equals()
public boolean equals(Object obj) {
if (obj instanceof Integer) {
return value == ((Integer)obj).intValue();
}
return false;
}
public int intValue() {
return value;
}
equals方法比较的是两个对象的value值,即两个Integer对象只要逻辑上数值一致，则equals方法返回true。
常见的使用场景
通过分析六种不同类型的比较，进而真正弄懂Integer与int的区别，这也是面试中经常会问到的地方。
1.两个Integer对象 通过 == 比较
Integer a = new Integer(100);
Integer b = new Integer(100);
System.out.println(a == b); // 输出false
通过new生成的两个对象是永远不相等的，调用==时比较的是两个引用指向的内存地址。
2.两个对象 通过equals方法比较
Integer a = new Integer(100);
Integer b = new Integer(100);
System.out.println(a.equals(b)); // 输出true
当调用equals方法进行比较时，只要两个对象的值相同，则返回true。Integer重写了equals方法，核心逻辑是判断对象表示的value值是否相同。
3.基本类型和Integer类型 通过 == 比较
Integer a = new Integer(100);
int b = 100;
System.out.println(a == b); // 输出true
当包装类型和基本类型进行比较时，Java会进行自动拆箱，将包装类型拆为对应的基本类型，然后进行比较，实际上比较的两个int值是否相同。
4.在缓存范围内的比较
Integer a = 100;
Integer b = 100;
System.out.println(a == b); // 输出true
System.out.println(a.equals(b)); // 输出true
对应非new生成的Integer对象，Java会通过自动装箱机制，调用Integer的valueOf方法将int类型转为Integer类型。如果该int值在[-128,127]区间范围内，则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，因此两个引用指向的内存地址也相同即==时返回true，调用equals时比较的是value值，因此也返回true。
5.在缓存范围外的比较
Integer a = 128;
Integer b = 128;
System.out.println(a == b); // 输出false
System.out.println(a.equals(b));//输出true
非new生成的Integer对象，如果int值超出了[-128,127]这个区间，则不会使用常量池中的对象，由valueOf方法可知会重新new一个Integer对象。因此两个引用a和b，调用==比较时是比较的对象内存地址，所以返回false；但是调用equals方法比较的是value值，因此返回true。
6.new生成的Integer对象与直接赋值的Integer对象的比较
Integer a = new Integer(100);
Integer b = 100;
System.out.println(a == b); //输出false
System.out.println(a.equals(b));// 输出true
当非new生成的对象和new生成的对象进行比较时，非new生成的对象根据其value值是否在默认缓存区间内而选择是否复用对象，通过new生成的对象是在堆中重新开辟的内存空间，因此两者指向的内存地址肯定不一样，所以调用==时返回false；equals方法比较对象的逻辑值value，因此返回true。
开发中常见的建议
- int是基本数据类型，只占用4个字节，Integer是一个对象，当表示一个值时Integer占用的内存空间要高于int类型，从节省内存空间考虑，建议使用int类型。
- Integer类型必须进行初始化后才能使用，否则会引起NullPointerException异常。
- Integer对象默认值为null，int默认值为0。
- 针对一些特殊的场景比如考试成绩分为没有参加考试和成绩为0，int的默认值为0，显然不合适这种场景；Integer可以区分出未赋值和值为0的区别。
- 使用Integer类型时，建议采用直接赋值的形式而不是通过new产生新对象，提高对内存的利用率。
Integer a = 100;
替代
Integer a = new Integer(100);
- 当程序中大量使用数值时，可以根据实际情况适当扩展常量池缓冲区的区间上限，
修改JVM的启动参数： -XX:AutoBoxCacheMax=size ，进而节省内存，提升性能。 - 当使用Integer类型时，在进行两个对象比较的时候，推荐使用equals方法，而不是直接调用"=="。
阿里巴巴开发手册中提到：
包装类型间的相等判断应该用equals，而不是'=='
所有的包装类对象之间值的比较，全部使用equals方法比较。
说明：对于Integer var=?在-128至127之间的赋值，Integer对象是在IntegerCache.cache产生，会复用已有对象，这个区间内的Integer值可以直接使用==进行判断，但是这个区间之外的所有数据，都会在堆上产生，并不会复用已有对象，这是一个大坑，推荐使用equals方法进行判断。
其他缓存的对象
这种缓存行为不仅适用于Integer对象。我们针对所有整数类型的类都有类似的缓存机制。
Byte，Short，Long 有固定范围: -128 到 127。对于 Character, 范围是 0 到 127。除了 Integer 可以通过参数改变范围外，其它的都不行。
Double类的valueOf方法会采用与Integer类的valueOf方法不同的实现。很简单：在某个范围内的整型数值的个数是有限的，而浮点数却不是。
注意，Integer、Short、Byte、Character、Long这几个类的valueOf方法的实现是类似的。Double、Float的valueOf方法的实现是类似的。
网友评论