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如何通過(guò)源碼了解Java的自動(dòng)裝箱拆箱詳解

 更新時(shí)間:2022年04月20日 15:55:57   作者:一個(gè)程序員的成長(zhǎng)  
裝箱就是把基本類型轉(zhuǎn)換成包裝類,拆箱就是把包裝類轉(zhuǎn)換成基本類型,下面這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于如何通過(guò)源碼了解Java的自動(dòng)裝箱拆箱的相關(guān)資料,需要的朋友可以參考下

什么叫裝箱 & 拆箱?

將int基本類型轉(zhuǎn)換為Integer包裝類型的過(guò)程叫做裝箱,反之叫拆箱。

首先看一段代碼

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
}

不知道還有沒(méi)有人不知道這段代碼出現(xiàn)true和false的原因。由此我們引出了Java裝箱的這個(gè)操作。我們帶著疑問(wèn)去進(jìn)行分析。

裝箱(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);
}

我們可以發(fā)現(xiàn),在最開(kāi)始有一個(gè)判斷,如果這個(gè)值的范圍在[-128,127]之間,那么就從這個(gè)緩存(Integer數(shù)組)中取,如果不在這個(gè)范圍那么直接new一個(gè)。

為什么要有[-128,127]的緩存?

我說(shuō)說(shuō)的理解,因?yàn)樵谖覀兊臉I(yè)務(wù)中,可能存在各種狀態(tài)和標(biāo)識(shí)等Integer類型的字段,這些值一般都是0,1,2,3之類的,而且出現(xiàn)的比較頻繁,如果沒(méi)有緩存,那么就需要頻繁的new對(duì)象,然后再釋放,就非常消耗內(nèi)存空間,所以對(duì)于這個(gè)緩存就出現(xiàn)了,可以極大的幫助我們優(yōu)化一些空間上的浪費(fèi)。

為什么是[-128,127]?

這個(gè)我看了一下,具體為什么這里就不詳說(shuō)了,主要還是依賴計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí),在你了解了什么是原碼、反碼、補(bǔ)碼。就很容易知道為什么是這個(gè)范圍區(qū)間了。

這個(gè)值也是可以通過(guò)啟動(dòng)參數(shù)進(jìn)行更改的。

-XX:AutoBoxCacheMax=(size)

自動(dòng)裝箱帶來(lái)的性能問(wèn)題

那么看到現(xiàn)在你應(yīng)該明白上面代碼出現(xiàn)不同結(jié)果的原因了,那么你有沒(méi)有想過(guò),比如我們業(yè)務(wù)中一個(gè)for循環(huán)中,出現(xiàn)了統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)類似這樣的操作,如果存在自動(dòng)裝箱,那么會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題?我們看下面一段代碼。

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("計(jì)算時(shí)長(zhǎng):" + (System.currentTimeMillis() - startTime) + " ms");
}

// 執(zhí)行結(jié)果:
// Integer 計(jì)算時(shí)長(zhǎng):51 ms
// int 計(jì)算時(shí)長(zhǎng):6 ms

那么通過(guò)執(zhí)行結(jié)果可以明顯的發(fā)現(xiàn)自動(dòng)裝箱頻繁的new對(duì)象、分配內(nèi)存,造成時(shí)間和空間上的性能損耗。

小總結(jié)

通過(guò)上面的源碼閱讀和測(cè)試分析,我們可以得出結(jié)論,我們平時(shí)在進(jìn)行計(jì)算統(tǒng)計(jì),或者方法入?yún)⒌臅r(shí)候,應(yīng)該盡量的避免這種類型轉(zhuǎn)換的問(wèn)題。來(lái)提升我們整個(gè)代碼的執(zhí)行效率。

拆箱(intValue)

拆箱總體沒(méi)有什么復(fù)雜的邏輯,直接返回這個(gè)數(shù)值的基本類型。

補(bǔ)充:自動(dòng)裝箱、拆箱總是會(huì)發(fā)生嗎?

其實(shí)不一定。看下面的一段示例代碼,輸出結(jié)果已被注釋在輸出語(yǔ)句后面。

public static void main(String[] args) {
// TODO 自動(dòng)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
//包裝類的==在沒(méi)有遇到算術(shù)運(yùn)算的情況下不會(huì)自動(dòng)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方法不會(huì)處理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)型關(guān)系
System.out.println(g.equals(a+b));//false
}

發(fā)生自動(dòng)裝箱、拆箱的情況如下:

自動(dòng)裝箱:基本類型賦值給包裝類型。如:Integer i1 = 1;

自動(dòng)拆箱:

  1. 包裝類型賦值給基本類型。如:int i2 = new Integer(1);
  2. int類型與Integer類型比較。int類型與Integer類型比較如果值相等則結(jié)果總是為true。
  3. Integer類型遇到算術(shù)運(yùn)算

但是為什么在上例中,System.out.println(c==d);與System.out.println(e==f);輸出的結(jié)果不一樣呢?

主要是因?yàn)镮nteger.valueOf()方法。Integer的部分源碼貼在下面:

  //
   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的靜態(tài)內(nèi)部類,valueOf()是包裝方法。從源碼中可以看出,cache是一個(gè)緩存數(shù)組,當(dāng)valueOf()方法的入?yún)在[-128,127]區(qū)間內(nèi),就會(huì)返回緩存數(shù)組中的Integer值,否則會(huì)重新new一個(gè)Integer。

這就是System.out.println(c==d);與System.out.println(e==f);輸出結(jié)果不同的原因。c和d在緩存區(qū)間內(nèi),所以返回的是同一個(gè)引用;而e和f不在緩存區(qū)間內(nèi),返回的都是new Integer,已經(jīng)不是同一個(gè)引用。

總結(jié)

到此這篇關(guān)于如何通過(guò)源碼了解Java的自動(dòng)裝箱拆箱的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java自動(dòng)裝箱拆箱內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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