Java的自动装箱和拆箱源码分析

蜗牛 互联网技术资讯 2022-04-20 78 0

这篇“Java的自动装箱和拆箱源码分析”文章的知识点大部分人都不太理解,所以小编给大家总结了以下内容,内容详细,步骤清晰,具有一定的借鉴价值,希望大家阅读完这篇文章能有所收获,下面我们一起来看看这篇“Java的自动装箱和拆箱源码分析”文章吧。

    什么叫装箱 & 拆箱?

    将int基本类型转换为Integer包装类型的过程叫做装箱,反之叫拆箱。

    首先看一段代码

    public static void main(String[] args) {
        Integer a = 127, b = 127;
        Integer c = 128, d= 128;
        System.out.println(a == b); // true
        System.out.println(c == d); // false
    }

    不知道还有没有人不知道这段代码出现true和false的原因。由此我们引出了Java装箱的这个操作。我们带着疑问去进行分析。

    装箱(valueOf())

    public static Integer valueOf(int i) {
        // -128 - 127
        if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
            return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
        return new Integer(i);
    }

    我们可以发现,在最开始有一个判断,如果这个值的范围在[-128,127]之间,那么就从这个缓存(Integer数组)中取,如果不在这个范围那么直接new一个。

    为什么要有[-128,127]的缓存?

    我说说的理解,因为在我们的业务中,可能存在各种状态和标识等Integer类型的字段,这些值一般都是0,1,2,3之类的,而且出现的比较频繁,如果没有缓存,那么就需要频繁的new对象,然后再释放,就非常消耗内存空间,所以对于这个缓存就出现了,可以极大的帮助我们优化一些空间上的浪费。

    为什么是[-128,127]?

    这个我看了一下,具体为什么这里就不详说了,主要还是依赖计算机基础知识,在你了解了什么是原码、反码、补码。就很容易知道为什么是这个范围区间了。

    这个值也是可以通过启动参数进行更改的。

    -XX:AutoBoxCacheMax=(size)

    自动装箱带来的性能问题

    那么看到现在你应该明白上面代码出现不同结果的原因了,那么你有没有想过,比如我们业务中一个for循环中,出现了统计数据类似这样的操作,如果存在自动装箱,那么会出现什么问题?我们看下面一段代码。

    public static void main(String[] args) {
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        Integer count = 0;
        // int count = 0;
        for (int i = 0; i < 5000000; i++) {
            count += i;
        }
        System.out.println("计算时长:" + (System.currentTimeMillis() - startTime) + " ms");
    }
    
    // 执行结果:
    // Integer 计算时长:51 ms
    // int 计算时长:6 ms

    那么通过执行结果可以明显的发现自动装箱频繁的new对象、分配内存,造成时间和空间上的性能损耗。

    小总结

    通过上面的源码阅读和测试分析,我们可以得出结论,我们平时在进行计算统计,或者方法入参的时候,应该尽量的避免这种类型转换的问题。来提升我们整个代码的执行效率。

    拆箱(intValue)

    拆箱总体没有什么复杂的逻辑,直接返回这个数值的基本类型。

    补充:自动装箱、拆箱总是会发生吗?

    其实不一定。看下面的一段示例代码,输出结果已被注释在输出语句后面。

    public static void main(String[] args) {
    // TODO 自动生成的方法存根
    Integer a = 1;
    Integer b = 2;
    Integer c = 3;
    Integer d = 3;
    Integer e = 321;
    Integer f = 321;
    Long g = 3L;
    System.out.println(c==d);//true
    //包装类的==在没有遇到算术运算的情况下不会自动拆箱
    System.out.println(e==f);//false
    System.out.println(c==(a+b));//true
    System.out.println(c.equals(a+b));//true
    System.out.println(g==(a+b));//true
    //equals方法不会处理数据转型关系
    System.out.println(g.equals(a+b));//false
    }

    发生自动装箱、拆箱的情况如下:

    自动装箱:基本类型赋值给包装类型。如:Integer i1 = 1;

    自动拆箱:

    1. 包装类型赋值给基本类型。如:int i2 = new Integer(1);

    2. int类型与Integer类型比较。int类型与Integer类型比较如果值相等则结果总是为true。

    3. Integer类型遇到算术运算

    但是为什么在上例中,System.out.println(c==d);与System.out.println(e==f);输出的结果不一样呢?

    主要是因为Integer.valueOf()方法。Integer的部分源码贴在下面:

      //
       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) {
                    try {
                        int i = parseInt(integerCacheHighPropValue);
                        i = Math.max(i, 127);
                        // Maximum array size is Integer.MAX_VALUE
                        h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - (-low) -1);
                    } catch( NumberFormatException nfe) {
                        // If the property cannot be parsed into an int, ignore it.
                    }
                }
                high = h;
    
                cache = new Integer[(high - low) + 1];
                int j = low;
                for(int k = 0; k < cache.length; k++)
                    cache[k] = new Integer(j++);
    
                // range [-128, 127] must be interned (JLS7 5.1.7)
                assert IntegerCache.high >= 127;
            }
                private IntegerCache() {}
        }
        
      public static Integer valueOf(int i) {
            if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
                return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
            return new Integer(i);
        }

    IntegerCache 是Integer的静态内部类,valueOf()是包装方法。从源码中可以看出,cache是一个缓存数组,当valueOf()方法的入参i在[-128,127]区间内,就会返回缓存数组中的Integer值,否则会重新new一个Integer。

    这就是System.out.println(c==d);与System.out.println(e==f);输出结果不同的原因。c和d在缓存区间内,所以返回的是同一个引用;而e和f不在缓存区间内,返回的都是new Integer,已经不是同一个引用。

    以上就是关于“Java的自动装箱和拆箱源码分析”这篇文章的内容,相信大家都有了一定的了解,希望小编分享的内容对大家有帮助,若想了解更多相关的知识内容,请关注蜗牛博客行业资讯频道。

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