Number 类及各子类所占字节数源码分析

Posted 2022-08-03 然笑后端

基本的数据类型是在开发过程中经常使用的，而且它们都有着与之对应的包装类，基本的数据类型和包装类之间会自动转换，即所谓的自动装箱和拆箱，但是在使用的时候，我们可能并不会过多的去关注这些包装类的父类，下面结合具体的源码来分析一下它们的父类 Number 类。

1、Number 类

Number 类位于 java.lang 下，实现了 java.io.Serializable 接口，它是一个抽象类，是所有可以转换为数值的类的父类，比如 byte、short、int、float 、double这些基本的数据类型，类定义如下：

public abstract class Number implements java.io.Serializable 
    /** 以 int 形式返回指定数字的值，可能涉及到四舍五入或者截断 */
    public abstract int intValue();

    /** 以 long 形式返回指定数字的值，可能涉及到四舍五入或者截断 */
    public abstract long longValue();

    /** 以 float 形式返回指定数字的值，可能涉及到四舍五入 */
    public abstract float floatValue();

    /** 以 double 形式返回指定数字的值，可能涉及到四舍五入 */
    public abstract double doubleValue();

    /** 以 byte 形式返回指定数字的值，可能涉及到四舍五入或者截断 */
    public byte byteValue() 
        return (byte)intValue();
    

    /** 以 short 形式返回指定数字的值，可能涉及到四舍五入或者截断 */
    public short shortValue() 
        return (short)intValue();
    

    /** use serialVersionUID from JDK 1.0.2 for interoperability */
    private static final long serialVersionUID = -8742448824652078965L;

该类定义了 4个抽象方法，分别用于获取 int、long、float、double 类型的值，其中 byte 和 short 类型的值可以通过 int 值进行强制类型转换获取（这种由范围大的类型转换为范围小的类型，实际过程中可能会存在精度丢失）。

在平时开发的过程中，我们可能很少直接使用到 Number 类，更多是使用它的子类，比如基本的数据类型 byte、short、int、long、float 、double这些，或者是它们各自对应的包装类型 Byte、Short、Int、Long、Float 、Double，下面来分别看看这些基本数据类型的包装类的定义。

（1）Byte 类定义

public final class Byte extends Number implements Comparable<Byte>

（2）Short 类定义

public final class Short extends Number implements Comparable<Short>

（3）Integer 类定义

public final class Integer extends Number implements Comparable<Integer>

（4）Long 类定义

public final class Long extends Number implements Comparable<Long>

（5）Float 类定义

public final class Float extends Number implements Comparable<Float> 

（6）Double 类定义

public final class Double extends Number implements Comparable<Double> 

这些基本的数据类型，其类的定义其实都是一样的，都继承于 Number 抽象类，并且实现了 Comparable 比较接口，UML 类图如下：

::: hljs-center

:::

Number 类除了是基本数据类型的父类，同时也是 java.util.concurrent.atomic 包下 Atomic 原子类的父类，相关 UML 类图如下：

::: hljs-center

:::

2、Number 子类所占字节数

Number 类拥有众多的子类，比如常见的 Byte、Short、Int、Long、Float 、Double，这些基本数据类型所占用的字节数又是多少呢？

在每一个子类中，都会存在两个静态常量 SIZE 和 BYTES，分别代表着该类型数值所占的 bit 位数和字节数，其中 SIZE 常量是从 JDK 1.5 版本新增的，而 BYTES 常量是从 JDK 1.8 新增的，下面结合各个子类的源码来分析一下。

2.1 Byte 类

/** byte 类型所占的 bit 位数为 8，也就是 1 byte = 8 bits */
public static final int SIZE = 8;

/** byte 类型所占的字节数，等于 1 */
public static final int BYTES = SIZE / Byte.SIZE;

2.2 Short 类

/** short 类型所占的 bit 位数为16，也就是 1 short = 16 bits */
public static final int SIZE = 16;

/** short 类型所占的字节数，等于 2 */
public static final int BYTES = SIZE / Byte.SIZE;

2.3 Integer 类

/** int 类型所占的 bit 位数为32，也就是 1 int = 32 bits */
@Native public static final int SIZE = 32;

/** int 类型所占的字节数，等于 4 */
public static final int BYTES = SIZE / Byte.SIZE;

2.4 Long 类

/** long 类型所占的 bit 位数为64，也就是 1 long = 64 bits */
@Native public static final int SIZE = 64;

/** long 类型所占的字节数，等于 8 */
public static final int BYTES = SIZE / Byte.SIZE;

2.5 Float 类

/** float 类型所占的 bit 位数为32，也就是 1 float = 32 bits */
public static final int SIZE = 32;

/** float 类型所占的字节数，等于 4 */
public static final int BYTES = SIZE / Byte.SIZE;

2.6 Double 类

/** double 类型所占的 bit 位数为64，也就是 1 double = 64 bits */
public static final int SIZE = 64;

/** double 类型所占的字节数，等于 8 */
public static final int BYTES = SIZE / Byte.SIZE;

从上面的源码分析可以看出，各种数据类型所占的字节大小都可以通过源码进行查看，其中 Integer 和 Long 类型的 SIZE 字段定义和其他的类不太一样，它们使用了一个 @Native 注解修饰，那么这个 @Native 注解又是什么用途呢？下面来看看其定义：

@Documented
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
public @interface Native 

@Native 注解位于 java.lang.annotation 包中，从其定义可以看出，这个注解主要用于修饰字段的，表示被修饰的字段可以被本地代码引用，并且常常被代码生成工具所使用，比如生成头文件信息，该注解是从 JDK 1.8 版本新增的。