Integer缓存机制

Posted 2021-01-14 zh-ch

Integer缓存机制

总结：

1、jdk1.5对Integer新增了缓存机制，范围在-128-127（这个范围的整数值使用频率最高）内的自动装箱返回的是缓存对象，不会new新的对象，所以只要在缓存范围内值相等自动装箱返回的对象一样。jdk1.6后缓存范围的最大值127可以通过设置jvm的启动参数（-XX:AutoBoxCacheMax=size）调整
2、Integer的缓存只在自动装箱时有效，使用构造器（new）创建的对象不会触发缓存
3、int和Integer比较时不用考虑缓存问题，因为Integer会自动拆箱为int再和int比较，这时只是单纯的比较值是否相等

详解：
针对Integer常见的一个面试题为

Integer i1 = 100;
Integer i2 = 100;
Integer j1 = 200;
Integer j2 = 200;
System.out.println(i1 == i2); // 输出 true
System.out.println(j1 == j2); // 输出 false

我们对于Integer最基本的理解是Integer是int的包装类，是引用数据类型，引用数据类型用==比较的是对象的内存地址。
我们来看i1的创建过程（jdk1.8）
首先会对Integer i1 = 100;自动装箱（其实就是调用valueOf方法），java会把这段编译为Integer i1 = Integer.valueOf(100)，可以自行查看class文件验证。
然后再看Integer.valueOf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);
    }

 

可以清楚的看到是先从IntegerCache取值，IntegerCache.low IntegerCache.high 范围外则直接new对象（new的对象会存在堆内存中）

我们再来看IntegerCache类，IntegerCache为Integer的私有静态类

 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.  The size of the cache 第一次使用时生效
 6      * may be controlled by the {@code -XX:AutoBoxCacheMax=<size>} option. 可通过参数设置最大值
 7      * During VM initialization, java.lang.Integer.IntegerCache.high property
 8      * may be set and saved in the private system properties in the
 9      * sun.misc.VM class.
10      */
11 
12     private static class IntegerCache {
13         static final int low = -128;
14         static final int high;
15         static final Integer cache[];
16 
17         static {
18             // high value may be configured by property
19             int h = 127;
20             String integerCacheHighPropValue =
21                 sun.misc.VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high");
22             if (integerCacheHighPropValue != null) {
23                 try {
24                     int i = parseInt(integerCacheHighPropValue);
25                     i = Math.max(i, 127);
26                     // Maximum array size is Integer.MAX_VALUE
27                     h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - (-low) -1);
28                 } catch( NumberFormatException nfe) {
29                     // If the property cannot be parsed into an int, ignore it.
30                 }
31             }
32             high = h;
33 
34             cache = new Integer[(high - low) + 1];
35             int j = low;
36             for(int k = 0; k < cache.length; k++)
37                 cache[k] = new Integer(j++);
38 
39             // range [-128, 127] must be interned (JLS7 5.1.7)
40             assert IntegerCache.high >= 127;
41         }
42 
43         private IntegerCache() {}
44     }

 

Integer的缓存通过for循环创建存放到一个数组中，注释已经解释该数组会在Integer第一次使用时初始化，结合类加载顺序来理解，第一次使用Integer时内部静态类会被初始化，静态代码块会被执行，存到堆中。会有第一次惩罚

jdk1.5源码参考

 1 private static class IntegerCache {
 2         static final Integer[] cache = new Integer[256];
 3 
 4         static {
 5             for (int i = 0; i < cache.length; i++) {
 6                 cache[i] = new Integer(i - 128);
 7             }
 8         }
 9     }
10 
11     public static Integer valueOf(int paramInt) {
12         if ((paramInt >= -128) && (paramInt <= 127)) {
13             return IntegerCache.cache[(paramInt + 128)];
14         }
15         return new Integer(paramInt);
16     }

Integer与int用==比较时Integer会自动拆箱(调用intValue()方法)为int进行比较
i1 == 100 会编译成 i1.intValue() == 100

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。
有 ByteCache 用于缓存 Byte 对象
有 ShortCache 用于缓存 Short 对象
有 LongCache 用于缓存 Long 对象
有 CharacterCache 用于缓存 Character 对象
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。

参考博文：https://blog.csdn.net/qq_27093465/article/details/52473649

 

int与Integer(基本类型与包装类型)

Integer是int的包装类型，两者的区别为：

1、int初始值为0，Integer初始值为null,所有的引用类型都为null;

2、Integer为引用类型，对象存放在堆中。int为基本数据类型，对象存放在栈中；

使用包装类的好处：

1、Integer封装了很多处理方法，方便操作，比如进制转化(toBinaryString)、数据类型之间的转化（toString）；

2、解决有些类型不支持基础数据类型的情况，比如List只能接收引用类型；

至于何时使用基本数据类型，何时使用包装类型这个就要看具体需求，当只是作为数值不需要更多的操作时用基本类型就可，灵活使用

基本数据类型和对应的包装类
int——Integer
float——Float 
double——Double 
byte——Byte
long——Long
char——Character
boolean——Boolean
short——Short

 

自动拆装箱