自動裝箱就是Java自動將原始類型值轉換成對應的對象，比如將int的變量轉換成Integer對象，這個過程叫做裝箱，反之將Integer對象轉換成int類型值，這個過程叫做拆箱。因為這里的裝箱和拆箱是自動進行的非人為轉換，所以就稱作為自動裝箱和拆箱。原始類型byte, short, char, int, long, float, double 和 boolean 對應的封裝類為Byte, Short, Character, Integer, Long, Float, Double, Boolean。
下面例子是自動裝箱和拆箱帶來的疑惑
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public class Test { public static void main(String[] args) { test(); } public static void test() { int i = 40; int i0 = 40; Integer i1 = 40; Integer i2 = 40; Integer i3 = 0; Integer i4 = new Integer(40); Integer i5 = new Integer(40); Integer i6 = new Integer(0); Double d1=1.0; Double d2=1.0; System.out.println("i=i0\t" + (i == i0)); System.out.println("i1=i2\t" + (i1 == i2)); System.out.println("i1=i2+i3\t" + (i1 == i2 + i3)); System.out.println("i4=i5\t" + (i4 == i5)); System.out.println("i4=i5+i6\t" + (i4 == i5 + i6)); System.out.println("d1=d2\t" + (d1==d2)); System.out.println(); } } |
請看下面的輸出結果跟你預期的一樣嗎？
輸出的結果：
i=i0 true
i1=i2 true
i1=i2+i3 true
i4=i5 false
i4=i5+i6 true
d1=d2 false
為什么會這樣？帶著疑問繼續往下看。
自動裝箱和拆箱的原理
自動裝箱時編譯器調用valueOf將原始類型值轉換成對象，同時自動拆箱時，編譯器通過調用類似intValue(),doubleValue()這類的方法將對象轉換成原始類型值。
明白自動裝箱和拆箱的原理后，我們帶著上面的疑問進行分析下Integer的自動裝箱的實現源碼。如下：
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public static Integer valueOf(int i) { //判斷i是否在-128和127之間，如果不在此范圍，則從IntegerCache中獲取包裝類的實例。否則new一個新實例 if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high) return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)]; return new Integer(i);}//使用亨元模式，來減少對象的創建（亨元設計模式大家有必要了解一下，我認為是最簡單的設計模式，也許大家經常在項目中使用，不知道他的名字而已）private static class IntegerCache { static final int low = -128; static final int high; static final Integer cache[]; //靜態方法，類加載的時候進行初始化cache[],靜態變量存放在常量池中 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() {}} |
Integer i1 = 40; 自動裝箱，相當于調用了Integer.valueOf(40);方法。
首先判斷i值是否在-128和127之間，如果在-128和127之間則直接從IntegerCache.cache緩存中獲取指定數字的包裝類；不存在則new出一個新的包裝類。
IntegerCache內部實現了一個Integer的靜態常量數組，在類加載的時候，執行static靜態塊進行初始化-128到127之間的Integer對象，存放到cache數組中。cache屬于常量，存放在java的方法區中。
接著看下面是java8種基本類型的自動裝箱代碼實現。如下：
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//boolean原生類型自動裝箱成Booleanpublic static Boolean valueOf(boolean b) { return (b ? TRUE : FALSE);}//byte原生類型自動裝箱成Bytepublic static Byte valueOf(byte b) { final int offset = 128; return ByteCache.cache[(int)b + offset];}//byte原生類型自動裝箱成Bytepublic static Short valueOf(short s) { final int offset = 128; int sAsInt = s; if (sAsInt >= -128 && sAsInt <= 127) { // must cache return ShortCache.cache[sAsInt + offset]; } return new Short(s);}//char原生類型自動裝箱成Characterpublic static Character valueOf(char c) { if (c <= 127) { // must cache return CharacterCache.cache[(int)c]; } return new Character(c);}//int原生類型自動裝箱成Integerpublic static Integer valueOf(int i) { if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high) return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)]; return new Integer(i);}//int原生類型自動裝箱成Longpublic static Long valueOf(long l) { final int offset = 128; if (l >= -128 && l <= 127) { // will cache return LongCache.cache[(int)l + offset]; } return new Long(l);}//double原生類型自動裝箱成Doublepublic static Double valueOf(double d) { return new Double(d);}//float原生類型自動裝箱成Floatpublic static Float valueOf(float f) { return new Float(f);} |
通過分析源碼發現，只有double和float的自動裝箱代碼沒有使用緩存，每次都是new 新的對象，其它的6種基本類型都使用了緩存策略。
使用緩存策略是因為，緩存的這些對象都是經常使用到的（如字符、-128至127之間的數字），防止每次自動裝箱都創建一此對象的實例。
而double、float是浮點型的，沒有特別的熱的（經常使用到的）數據的，緩存效果沒有其它幾種類型使用效率高。
下面在看下裝箱和拆箱問題解惑。
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//1、這個沒解釋的就是trueSystem.out.println("i=i0\t" + (i == i0)); //true//2、int值只要在-128和127之間的自動裝箱對象都從緩存中獲取的，所以為trueSystem.out.println("i1=i2\t" + (i1 == i2)); //true//3、涉及到數字的計算，就必須先拆箱成int再做加法運算，所以不管他們的值是否在-128和127之間，只要數字一樣就為trueSystem.out.println("i1=i2+i3\t" + (i1 == i2 + i3));//true //比較的是對象內存地址，所以為falseSystem.out.println("i4=i5\t" + (i4 == i5)); //false//5、同第3條解釋，拆箱做加法運算，對比的是數字，所以為trueSystem.out.println("i4=i5+i6\t" + (i4 == i5 + i6));//true //double的裝箱操作沒有使用緩存，每次都是new Double，所以falseSystem.out.println("d1=d2\t" + (d1==d2));//false |
相信你看到這就應該能明白上面的程序輸出的結果為什么是true,false了，只要掌握原理，類似的問題就迎刃而解了，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持服務器之家。
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