java Integer包装类装箱的一个细节
2019-11-30

java有八个基本数据类型,每个都有对应的一个包装类,比如int对应的Integer。从jdk1.5开始,java引入了自动拆装箱,可以直接进行形如Integer i = 20形式的赋值,编译器会自动将其转换为Integer i = Integer.valueOf(20)进行装箱,拆箱则是将int j = i的形式转换成了int j = i.intValue()。

装箱有个细节,如果不注意很容易出错,来看一下:

Integer i = 20;Integer j = Integer.valueOf(20);System.out.println(i == j);

上面的代码输出为

true

好像没什么问题,那我们形式不变,将数字20换成200,即

i = 200;j = Integer.valueOf(200);System.out.println(i == j);

同样的判断,输出变成了:

false

这是为什么呢?

先明确一点,经过编译器编译后,Integer i = 20转换成了Integer i = Integer.valueOf(20),和Integer j = Integer.valueOf(20)的定义完全一样,那为什么将20换成了200后判断结果不一样了呢?我们来看看Integer.valueOf(int i)方法的内部:

public static Integer valueOf(int i) { assert IntegerCache.high >= 127; if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high) return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)]; return new Integer(i); }

可以看出当i在某个区间内时,直接返回了缓存数组IntegerCache.cache中的一个值,超出区间才new一个新的Integer对象。到这里我们大概就可以得出结论:20在缓存范围内所以直接用了缓存,但是200超出了缓存区间所以new了新对象,和原来对象的地址当然不会相同,所以返回false再来看看IntegerCache,这是一个Integer的私有静态内部类,定义如下:

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) { int i = parseInt(integerCacheHighPropValue); i = Math.max(i, 127); // Maximum array size is Integer.MAX_VALUE h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - (-low)); } high = h; cache = new Integer[(high - low) + 1]; int j = low; for(int k = 0; k < cache.length; k++) cache[k] = new Integer(j++); } private IntegerCache() {} }

 

可以看出默认的缓存区间是-128~127,那么什么情况下会修改这个范围呢,修改了某个虚拟机参数的时候,通过代码也可看出,设置的这个缓存上限java.lang.Integer.IntegerCache.high值不能小于127,小于的话就会被赋予127,从而失效。那么这个值怎么设置呢?我们来看看jdk源码中怎么解释IntegerCache这个静态内部类:

Cache to support the object identity semantics of autoboxing for values between -128 and 127 (inclusive) as required by JLS. The cache is initialized on first usage. The size of the cache may be controlled by the -XX:AutoBoxCacheMax= option. During VM initialization, java.lang.Integer.IntegerCache.high property may be set and saved in the private system properties in the sun.misc.VM class.

大概意思是:

将-128到127(包含)的数字做缓存以供自动装箱使用。缓存在第一次使用时被初始化。大小可以由JVM参数-xx:autoboxcachemax=option来指定。JVM初始化时此值被设置成java.lang.Integer.IntegerCache.high属性并作为私有的系统属性保存在sun.misc.vm.class中。

可以得到结论:这个缓存的high值是由JVM参数 -XX:AutoBoxCacheMax= option来指定的。

上述jdk源码来源于jdk1.7,不同版本实现略有不同,但思路一致。

 

这种共享常用对象的思路有一个名字,叫享元模式,英文名叫Flyweight,即共享的轻量级元素。其他包装类如Boolean、Byte、Short、Long、Charactor都有类似的实现。