深入研究Integer

Integer 数据类型在项目中随处可见，由于回想起曾经在使用 Inetger 时引发的一个bug，因此对 Integer 做一下深入的解析。

从举一个例子开始

public static void main(String[] args) {
	Integer num1 = 1;
	Integer num2 = 1;
	System.out.println(num1 == num2);
	
	Integer num3 = 200;
	Integer num4 = 200;
	System.out.println(num3 == num4);
}

最终输出的是：
true
false

num1==num2的输出是true，和预期结果一样。但是这里的num3和num4明明都是200，比较之后得到的却是false。

通过反编译源代码之后，有了发现

public static void main(String[] args){
    Integer num1 = Integer.valueOf(1);
    Integer num2 = Integer.valueOf(1);
    System.out.println(num1 == num2);
    
    Integer num3 = Integer.valueOf(200);
    Integer num4 = Integer.valueOf(200);
    System.out.println(num3 == num4);
}

原来在代码编译的时候，编译器自动把 Integer num1 = 1 编译成了 Integer num1 = Integer.valueOf(1)。 这个过程就是java包装类型的自动装箱。
接着看一下 Integer.valueOf() 这个方法，它是Intetger提供的静态工厂方法，源码如下

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

再进去 IntegerCache 这个类看个究竟

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() {}
}

IntegerCache 源码中分别定义了 low、high、cache[]

• low 默认是-128，表示缓存的最小值
• high 默认是127，表示缓存的最大值，high值可以通过JVM参数 -XX:AutoBoxCacheMax 来更改
• cache[] 存放了 low 到 high 之间的所有值

最终看 valueOf() 的逻辑可以得出：

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

默认情况下：

• 如果输入的int值在 -128 ~ 127之间，则返回的Integer对象是从 IntegerCache 的 cache 数组中取出来的对象，这也就是为什么num1会等于num2的原因；
• 如果输入的int值不在 -128 ~ 127范围内，则每次返回的都是新的Integer对象，这也就是为什么num3不等于num4的原因；

如果想改变 IntegerCache 中的 high 值，可以通过JVM参数 -XX:AutoBoxCacheMax 来设置

启动时把 -XX:AutoBoxCacheMax 的值设置成10000，IntegerCache 在初始化的时候会读取配置的参数并进行设置，再次运行上面的例子，得到的结果便是
true
true

总结：
Integer的值缓存是为了在很多情况下，integer的值可能会应用在很多表示状态的值，例如：0-否，1-是； 1-未开始，2-进行中，3-已结束，这些场景下程序的性能都可以得到提升。为了避免踩坑，在包装类型间的相等判断建议用equals去比较，而不是 ==