微信公众号：infoQc
如有问题或建议，请公众号留言
最近更新：2018-08-19
包装类型
在讲解正文之前，我很想问这么一个问题："Java为我们提供了8种基本数据类型，为什么还需要提供各自的包装类型呢？"。您可能会觉得这个问题问的很奇怪，但是我觉得还是值的思考的。
因为Java是一门面向对象的语言，基本数据类型并不具备对象的性质。而包装类型则是在基本类型的基础上，添加了属性和方法，从而成为了对象。试想，一个int类型怎么添加到List集合中？
自动拆箱与装箱
概念：
首先，我们来看一个例子：
1Integer number = 10; //自动装箱
2int count = number; //自动拆箱
基本数据类型自动转化为包装类型时，即为自动装箱。
反之，包装类型自动转化为基本数据类型时，即为自动拆箱。
看概念您是不是觉得很简单，但真的这么"简单"吗？不妨我们来看两道题。
实操：
- 题目一：
1int z = 127;
2Integer a = 127;
3Integer b = Integer.valueOf(127);
4Integer f = new Integer(127);
5Integer g = new Integer(127);
6
7int y = 128;
8Integer c = 128;
9Integer d = Integer.valueOf(128);
10Integer e = new Integer(128);
11Integer h = new Integer(128);
12
13System.out.println("z==a结果：" + (z == a));
14System.out.println("z==b结果：" + (z == b));
15System.out.println("z==f结果：" + (z == f));
16System.out.println("a==b结果：" + (a == b));
17System.out.println("a==f结果：" + (a == f));
18System.out.println("f==g结果：" + (f == g));
19
20System.out.println("y==c结果：" + (y == c));
21System.out.println("y==d结果：" + (y == d));
22System.out.println("y==e结果：" + (y == e));
23System.out.println("c==d结果：" + (c == d));
24System.out.println("c==e结果：" + (c == e));
25System.out.println("e==h结果：" + (e == h));
- 题目二：
1Integer i = 1;
2Integer j = 2;
3Integer k = 3;
4Long m = 3L;
5Long n = 2L;
6System.out.println("k==i+j结果：" + (k == i + j));
7System.out.println("k.equals(i+j)结果：" + (k.equals(i + j)));
8System.out.println("m==i+j结果：" + (m == i + j));
9System.out.println("m.equals(i+j)结果：" + (m.equals(i + j)));
10System.out.println("m.equals(i+n)结果：" + (m.equals(i + n)));
思考：
- 什么情况会触发自动装箱操作？
当基本类型赋值给包装类型引用时，会触发自动装箱操作，调用包装类型的valueOf()方法。 - 什么情况会触发自动拆箱操作？
当包装类型参与运算时会触发自动拆箱操作，调用包装类型对应的***Value()方法，例如Integer类为intValue()。Why？因为运算是基本数据类型要做的事情。
补充：此处利用java提供的反汇编器javap，查看java编译器为我们生成的字节码。通过它，我们可以对照源代码和字节码，来对上述观点进行论证。
1Integer number = 10;//自动装箱
2int number2 = 10;
3Integer number3 = 10;
4System.out.println(number == number2);//自动拆箱
5System.out.println(number + number3);//自动拆箱
6System.out.println(number.equals(number2));//自动装箱
由图中可以看出，执行过程确实如上述代码末尾注释，并且自动装箱调用了valueOf()方法，自动拆箱调用了intValue()方法。
- Integer的valueOf()和intValue()又是如何实现的呢？
话不多说，我们来看下Integer这两个方法的源码：
1public int intValue() {
2 return value;
3}
4
5public static Integer valueOf(int i) {
6 if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
7 return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
8 return new Integer(i);
9}
intValue()很简单，返回Integer对象的value值。
valueOf()判断当前int值是否在IntegerCache的区间内(-128~127)，在则从IntegerCache的cache数组中获取指定位置的Integer对象，否则创建一个Integer对象，value值为i。
抱着打破砂锅问到底的态度，我们继续看下IntegerCache源码：
1private static class IntegerCache {
2 static final int low = -128;
3 static final int high;
4 static final Integer cache[];
5
6 static {
7 // high value may be configured by property
8 int h = 127;
9 String integerCacheHighPropValue =
10 sun.misc.VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high");
11 if (integerCacheHighPropValue != null) {
12 try {
13 int i = parseInt(integerCacheHighPropValue);
14 i = Math.max(i, 127);
15 // Maximum array size is Integer.MAX_VALUE
16 h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - (-low) -1);
17 } catch( NumberFormatException nfe) {
18 // If the property cannot be parsed into an int, ignore it.
19 }
20 }
21 high = h;
22
23 cache = new Integer[(high - low) + 1];
24 int j = low;
25 for(int k = 0; k < cache.length; k++)
26 cache[k] = new Integer(j++);
27
28 // range [-128, 127] must be interned (JLS7 5.1.7)
29 assert IntegerCache.high >= 127;
30 }
31
32 private IntegerCache() {}
33}
IntegerCache作为Integer私有静态内部类，定义了静态语句块，在类加载时会被调用。做什么呢？按照low和high默认为-128~127，依次创建对应数值的Integer对象，并放入cache数组中，作为缓存。通过valueOf()源码，我们知道，那里就是体现它缓存价值的地方。
补充：缓存里下限-128不可变，上限默认为127，可以通过java -Djava.lang.Integer.IntegerCache.high=***来动态调整。
实操分析：
有了上述的知识储备，我们回顾一下之前的两道题目，是不是容易了很多？
- 题目一解析：
1int z = 127;
2Integer a = 127;
3Integer b = Integer.valueOf(127);
4Integer f = new Integer(127);
5Integer g = new Integer(127);
6
7int y = 128;
8Integer c = 128;
9Integer d = Integer.valueOf(128);
10Integer e = new Integer(128);
11Integer h = new Integer(128);
12
13System.out.println("z==a结果：" + (z == a));//true 和基本数据类型做==，比较的是值，故包装类型会自动拆箱
14System.out.println("z==b结果：" + (z == b));//true 同理，自动拆箱
15System.out.println("z==f结果：" + (z == f));//true 同理，自动拆箱
16System.out.println("a==b结果：" + (a == b));//true 因127在IntegerCache的-128~127范围内，故采用缓存里的对象，故二者引用地址一致
17System.out.println("a==f结果：" + (a == f));//false 对象之间==，比较的是引用，因为a指向IntegerCache里缓存的对象，f指向的new出来的对象，故引用地址不同
18System.out.println("f==g结果：" + (f == g));//false f和g都是自己new出来的对象，故引用地址不同
19
20System.out.println("y==c结果：" + (y == c));//true 自动拆箱
21System.out.println("y==d结果：" + (y == d));//true 自动拆箱
22System.out.println("y==e结果：" + (y == e));//true 自动拆箱
23System.out.println("c==d结果：" + (c == d));//false 因128不在IntegerCache的-128~127范围内，故采用缓存里的对象，故二者引用地址一致
24System.out.println("c==e结果：" + (c == e));//false 引用地址不同
25System.out.println("e==h结果：" + (e == h));//false 引用地址不同
- 题目二解析：
1Integer i = 1;
2Integer j = 2;
3Integer k = 3;
4Long m = 3L;
5Long n = 2L;
6
7System.out.println("k==i+j结果：" + (k == i + j));//true 首先+操作是数值操作，故i和j会自动拆箱，结果为基本类型int 3。然后k自动拆箱，进行值比较3==3
8System.out.println("k.equals(i+j)结果：" + (k.equals(i + j)));//true 首先+操作是数值操作，故i和j会自动拆箱，结果为基本类型int 3。
9// 然后调用equals(Object o)方法，此时int 3自动装箱，为Integer 3。Integer类的equals方法里比较的是值，故为true
10
11System.out.println("m==i+j结果：" + (m == i + j));//true 先i和j自动拆箱，再m自动拆箱，比较值。int自动提升为long，值一致为true
12System.out.println("m.equals(i+j)结果：" + (m.equals(i + j)));//false 先i和j自动拆箱，equals(Object o)再自动装箱，为Integer 3。Long和Integer类型不一致，返回false
13System.out.println("m.equals(i+n)结果：" + (m.equals(i + n)));//true 先i和j自动拆箱，int自动提升为long，故为long 3L。再自动装箱为Long 3，返回true
Java缓存机制
Java为了在自动装箱时避免每次去创建包装类型，采用了缓存技术。即在类加载时，初始化一定数量的常用数据对象(即常说的热点数据)，放入缓存中，等到使用时直接命中缓存，减少资源浪费。
通过查看源码发现，Java提供的8种基本数据类型，除了float和double外，都采用了缓存机制。其实原因也很简单，因为浮点型数据，热点数据并不好确定，故并未采用。
最后给出各类型缓存范围：
Character: 0~127
Byte,Short,Integer,Long: -128 到 127
Boolean: true,false
大家再遇到类似题目时，就可以正确的做出判断啦。
