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如何通過源碼了解Java的自動裝箱拆箱詳解

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

什么叫裝箱 & 拆箱?

將int基本類型轉換為Integer包裝類型的過程叫做裝箱,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裝箱的這個操作。我們帶著疑問去進行分析。

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),在最開始有一個判斷,如果這個值的范圍在[-128,127]之間,那么就從這個緩存(Integer數(shù)組)中取,如果不在這個范圍那么直接new一個。

為什么要有[-128,127]的緩存?

我說說的理解,因為在我們的業(yè)務中,可能存在各種狀態(tài)和標識等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,如果沒有緩存,那么就需要頻繁的new對象,然后再釋放,就非常消耗內存空間,所以對于這個緩存就出現(xiàn)了,可以極大的幫助我們優(yōu)化一些空間上的浪費。

為什么是[-128,127]?

這個我看了一下,具體為什么這里就不詳說了,主要還是依賴計算機基礎知識,在你了解了什么是原碼、反碼、補碼。就很容易知道為什么是這個范圍區(qū)間了。

這個值也是可以通過啟動參數(shù)進行更改的。

-XX:AutoBoxCacheMax=(size)

自動裝箱帶來的性能問題

那么看到現(xiàn)在你應該明白上面代碼出現(xiàn)不同結果的原因了,那么你有沒有想過,比如我們業(yè)務中一個for循環(huán)中,出現(xiàn)了統(tǒng)計數(shù)據(jù)類似這樣的操作,如果存在自動裝箱,那么會出現(xiàn)什么問題?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("計算時長:" + (System.currentTimeMillis() - startTime) + " ms");
}

// 執(zhí)行結果:
// Integer 計算時長:51 ms
// int 計算時長:6 ms

那么通過執(zhí)行結果可以明顯的發(fā)現(xiàn)自動裝箱頻繁的new對象、分配內存,造成時間和空間上的性能損耗。

小總結

通過上面的源碼閱讀和測試分析,我們可以得出結論,我們平時在進行計算統(tǒng)計,或者方法入參的時候,應該盡量的避免這種類型轉換的問題。來提升我們整個代碼的執(zhí)行效率。

拆箱(intValue)

拆箱總體沒有什么復雜的邏輯,直接返回這個數(shù)值的基本類型。

補充:自動裝箱、拆箱總是會發(fā)生嗎?

其實不一定??聪旅娴囊欢问纠a,輸出結果已被注釋在輸出語句后面。

public static void main(String[] args) {
// TODO 自動生成的方法存根
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==在沒有遇到算術運算的情況下不會自動拆箱
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方法不會處理數(shù)據(jù)轉型關系
System.out.println(g.equals(a+b));//false
}

發(fā)生自動裝箱、拆箱的情況如下:

自動裝箱:基本類型賦值給包裝類型。如:Integer i1 = 1;

自動拆箱:

  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果總是為true。
  3. Integer類型遇到算術運算

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

主要是因為Integer.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)內部類,valueOf()是包裝方法。從源碼中可以看出,cache是一個緩存數(shù)組,當valueOf()方法的入參i在[-128,127]區(qū)間內,就會返回緩存數(shù)組中的Integer值,否則會重新new一個Integer。

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

總結

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

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