java中Integer包装类装箱的示例分析

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前言

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。 Integer 是int的包装类型，数据类型是类，初值为null，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。

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