Java Integer(-128~127)值的==和equals比较产生的思考

Posted 2020-08-09

最近在项目中遇到一个问题，两个值相同的Integer型值进行==比较时，发现Integer其中的一些奥秘，顺便也复习一下==和equals的区别，先通过Damo代码解释如下：

 

[java] view plain copy

 

 

1. System.out.println("<-128~127以内的Integer值，Integer x = value;的方式赋值！>");  
2. Integer i = 127;  
3. Integer j = 127;  
4. System.out.println("i=" + i + ",j =" + j);  
5. System.out.println("i == j：" + (i == j) + "<--比较-->i.equals(j):"+ i.equals(j));  
6. System.out.println("<-128~127以外的Integer值，Integer x = value;的方式赋值！>");  
7. Integer m = 128;  
8. Integer n = 128;  
9. System.out.println("m=" + m + ",n =" + n);  
10. System.out.println("m == n：" + (m == n) + "<--比较-->m.equals(n):"+ m.equals(n));  
11. System.out.println();  
12. <span style="white-space:pre">      </span>  
13. System.out.println("<任意Integer值，Integer x = new Integer(value);的方式赋值！>");  
14. Integer x = new Integer(299);  
15. Integer y = new Integer(299);  
16. System.out.println("x=" + x + ",y =" + y);  
17. System.out.println("x == y：" + (x == y) + "<--比较-->x.equals(y):"+ x.equals(y));  

 

 

输出结果为：

 

[java] view plain copy

 

 

1. <-128~127以内的Integer值，Integer x = value;的方式赋值！>  
2. i=127,j =127  
3. i == j：true<--比较-->i.equals(j):true  
4. <-128~127以外的Integer值，Integer x = value;的方式赋值！>  
5. m=128,n =128  
6. m == n：false<--比较-->m.equals(n):true  
7.   
8.   
9. <任意Integer值，Integer x = new Integer(value);的方式赋值！>  
10. x=299,y =299  
11. x == y：false<--比较-->x.equals(y):true  

 

 

 

通过以上代码及输出结果，想必大家已经看出其中奥秘！先总结如下：
1、以上代码第一段和第二段旨在说明：在-128~127的Integer值并且以Integer x = value;的方式赋值的Integer值在进行==和equals比较时，都会返回true，因为Java里面对处在在-128~127之间的Integer值，用的是原生数据类型int，会在内存里供重用，也就是说这之间的Integer值进行==比较时只是进行int原生数据类型的数值比较，而超出-128~127的范围，进行==比较时是进行地址及数值比较。


2、第三段旨在说明：==和equals的区别，==是进行地址及值比较，无法对==操作符进行重载，而对于equals方法，Integer里面的equals方法重写了Object的equals方法，查看Integer源码可以看出equals方法进行的是数值比较。

续详解：

 

 首先看一段代码（使用JDK 5），如下：

[html] view plaincopy

 

 

1. public class Hello   
2. {   
3.   public static void main(String[] args)   
4.   {   
5.     int a = 1000, b = 1000;   
6.     System.out.println(a == b);   
7.   
8.     Integer c = 1000, d = 1000;   
9.     System.out.println(c == d);   
10.   
11.     Integer e = 100, f = 100;   
12.     System.out.println(e == f);   
13.   }   
14. }   

输出结果：

[html] view plaincopy

 

 

1. true  
2. false  
3. true  

The Java Language Specification, 3rd Edition 写道：

[html] view plaincopy

 

 

1. 为了节省内存，对于下列包装对象的两个实例，当它们的基本值相同时，他们总是==：  
2.  Boolean  
3.  Byte  
4.  Character, \u0000 - \u007f(7f是十进制的127)  
5.  Integer, -128 — 127  

查看jdk源码，如下：

[java] view plaincopy

 

 

1. /** 
2.      * Cache to support the object identity semantics of autoboxing for values between  
3.      * -128 and 127 (inclusive) as required by JLS. 
4.      * 
5.      * The cache is initialized on first usage. During VM initialization the 
6.      * getAndRemoveCacheProperties method may be used to get and remove any system 
7.      * properites that configure the cache size. At this time, the size of the 
8.      * cache may be controlled by the vm option -XX:AutoBoxCacheMax=<size>. 
9.      */  
10.   
11.     // value of java.lang.Integer.IntegerCache.high property (obtained during VM init)  
12.     private static String integerCacheHighPropValue;  
13.   
14.     static void getAndRemoveCacheProperties() {  
15.         if (!sun.misc.VM.isBooted()) {  
16.             Properties props = System.getProperties();  
17.             integerCacheHighPropValue =  
18.                 (String)props.remove("java.lang.Integer.IntegerCache.high");  
19.             if (integerCacheHighPropValue != null)  
20.                 System.setProperties(props);  // remove from system props  
21.         }  
22.     }  
23.   
24.     private static class IntegerCache {  
25.         static final int high;  
26.         static final Integer cache[];  
27.   
28.         static {  
29.             final int low = -128;  
30.   
31.             // high value may be configured by property  
32.             int h = 127;  
33.             if (integerCacheHighPropValue != null) {  
34.                 // Use Long.decode here to avoid invoking methods that  
35.                 // require Integer‘s autoboxing cache to be initialized  
36.                 int i = Long.decode(integerCacheHighPropValue).intValue();  
37.                 i = Math.max(i, 127);  
38.                 // Maximum array size is Integer.MAX_VALUE  
39.                 h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - -low);  
40.             }  
41.             high = h;  
42.   
43.             cache = new Integer[(high - low) + 1];  
44.             int j = low;  
45.             for(int k = 0; k < cache.length; k++) //缓存区间数据  
46.                 cache[k] = new Integer(j++);  
47.         }  
48.   
49.         private IntegerCache() {}  
50.     }  
51.   
52.     /** 
53.      * Returns a <tt>Integer</tt> instance representing the specified 
54.      * <tt>int</tt> value. 
55.      * If a new <tt>Integer</tt> instance is not required, this method 
56.      * should generally be used in preference to the constructor 
57.      * {@link #Integer(int)}, as this method is likely to yield 
58.      * significantly better space and time performance by caching 
59.      * frequently requested values. 
60.      * 
61.      * @param  i an <code>int</code> value. 
62.      * @return a <tt>Integer</tt> instance representing <tt>i</tt>. 
63.      * @since  1.5 
64.      */  
65.     public static Integer valueOf(int i) {  
66.         if(i >= -128 && i <= IntegerCache.high)  
67.             return IntegerCache.cache[i + 128];  
68.         else  
69.             return new Integer(i);  
70.     }  

这儿的IntegerCache有一个静态的Integer数组，在类加载时就将-128 到 127 的Integer对象创建了，并保存在cache数组中，一旦程序调用valueOf 方法，如果i的值是在-128 到 127 之间就直接在cache缓存数组中去取Integer对象。

再看其它的包装器：

 

• Boolean：(全部缓存)
• Byte：(全部缓存)
• Character(<= 127缓存)
• Short(-128 — 127缓存)
• Long(-128 — 127缓存)
• Float(没有缓存)
• Doulbe(没有缓存)

 

 

同样对于垃圾回收器来说：

[java] view plaincopy

 

 

1. Integer i = 100;     
2. i = null;//will not make any object available for GC at all.  

这里的代码不会有对象符合垃圾回收器的条件，这儿的i虽然被赋予null，但它之前指向的是cache中的Integer对象，而cache没有被赋null，所以Integer(100)这个对象还是存在。

 

而如果i大于127或小于-128则它所指向的对象将符合垃圾回收的条件：

 

[java] view plaincopy

 

 

1. Integer i = 10000;     
2. i = null;//will make the newly created Integer object available for GC.  

那么缓存如何修改呢？

下面例子使用32位Windows上的Sun JDK 1.6.0 update 18。 

在Java语言规范第三版，5.1.7 Boxing Conversion中， 

The Java Language Specification, 3rd Edition 写道

If the value p being boxed is true, false, a byte, a char in the range \u0000 to \u007f, or an int or short number between -128 and 127, then let r1 and r2 be the results of any two boxing conversions of p. It is always the case that r1 == r2.

这就是为什么符合规范的Java实现必须保证Integer的缓存至少要覆盖[-128, 127]的范围。 

使用Oracle/Sun JDK 6，在server模式下，使用-XX:AutoBoxCacheMax=NNN参数即可将Integer的自动缓存区间设置为[-128,NNN]。注意区间的下界固定在-128不可配置。 
在client模式下该参数无效。这个参数是server模式专有的，在c2_globals.hpp中声明，默认值是128；不过这个默认值在默认条件下不起作用，要手动设置它的值或者是开启-XX:+AggressiveOpts参数才起作用。 

在设置了-XX:+AggressiveOpts启动参数后，AutoBoxCacheMax的默认值会被修改为20000并且生效。参考arguments.cpp： 

C++代码  

1. // Aggressive optimization flags  -XX:+AggressiveOpts  
2. void Arguments::set_aggressive_opts_flags() {  
3. #ifdef COMPILER2  
4.   if (AggressiveOpts || !FLAG_IS_DEFAULT(AutoBoxCacheMax)) {  
5.     if (FLAG_IS_DEFAULT(EliminateAutoBox)) {  
6.       FLAG_SET_DEFAULT(EliminateAutoBox, true);  
7.     }  
8.     if (FLAG_IS_DEFAULT(AutoBoxCacheMax)) {  
9.       FLAG_SET_DEFAULT(AutoBoxCacheMax, 20000);  
10.     }  
11.   
12.     // Feed the cache size setting into the JDK  
13.     char buffer[1024];  
14.     sprintf(buffer, "java.lang.Integer.IntegerCache.high=" INTX_FORMAT, AutoBoxCacheMax);  
15.     add_property(buffer);  
16.   }  
17.   // ...  
18. #endif  
19. }  

测试代码： 

Java代码  

1. // run with:  
2. // java -server -XX:AutoBoxCacheMax=1000 TestAutoBoxCache  
3.   
4. public class TestAutoBoxCache {  
5.     public static void main(String[] args) {  
6.         Integer a = 1000;  
7.         Integer b = 1000;  
8.         System.out.println(a == b);  
9.           
10.         Integer c = 1001;  
11.         Integer d = 1001;  
12.         System.out.println(c == d);  
13.           
14.         Integer e = 20000;  
15.         Integer f = 20000;  
16.         System.out.println(e == f);  
17.     }  
18. }  

在命令行上测试： 

Command prompt代码  

1. D:\>javac TestAutoBoxCache.java  
2.   
3. D:\>java TestAutoBoxCache  
4. false  
5. false  
6. false  
7.   
8. D:\>java -server TestAutoBoxCache  
9. false  
10. false  
11. false  
12.   
13. D:\>java -Djava.lang.Integer.IntegerCache.high=1000 TestAutoBoxCache  
14. true  
15. false  
16. false  
17.   
18. D:\>java -server -Djava.lang.Integer.IntegerCache.high=1000 TestAutoBoxCache  
19. true  
20. false  
21. false  
22.   
23. D:\>java -Djava.lang.Integer.IntegerCache.high=1001 TestAutoBoxCache  
24. true  
25. true  
26. false  
27.   
28. D:\>java -server -Djava.lang.Integer.IntegerCache.high=1001 TestAutoBoxCache  
29. true  
30. true  
31. false  
32.   
33. D:\>java -XX:AutoBoxCacheMax=1000 TestAutoBoxCache  
34. Unrecognized VM option ‘AutoBoxCacheMax=1000‘  
35. Could not create the Java virtual machine.  
36.   
37. D:\>java -server -XX:AutoBoxCacheMax=1000 TestAutoBoxCache  
38. true  
39. false  
40. false  
41.   
42. D:\>java -server -XX:AutoBoxCacheMax=1001 TestAutoBoxCache  
43. true  
44. true  
45. false  
46.   
47. D:\>java -server -XX:+AggressiveOpts TestAutoBoxCache  
48. true  
49. true  
50. true  

中间报Unrecognized VM option ‘AutoBoxCacheMax=1000‘错误是因为这个参数只能在HotSpot Server VM上使用，在HotSpot Client VM上不支持。

 

 摘自:http://blog.csdn.net/chengzhezhijian/article/details/9628251