Java—Integer緩存機制分析

引言

之前看代碼的時候，發生一個BUG，因爲Integer使用==比較，自己模擬了一個隨機數據模擬測試接口，發現沒有問題，之後發現是==比較的問題。那Integer爲什麼不能用==比較，而應該使用equals？爲什麼大多數測試時發現這樣比較並沒有問題？今天就以這兩個兩個問題爲引，對Integer緩存機制進行一下分析。

測試Integer的緩存機制

IntegerCache類實例：

//Integer緩存成功
Integer a1 = 100;
Integer a2 = 100;
if(a1 == a2) {
    System.out.println("a1==a2:" + (a1 == a2));
}
//Integer緩存失效
Integer b1 = 200;
Integer b2 = 200;
if(b1 == b2) {
    System.out.println("b1==b2:" + (b1 == b2));
}

輸出顯示：

a1==a2:true

可以發現當數字較大時==判定爲false，不再是同一Integer，我們繼續分析。首先分析一下Integer a1 = 100；的自動裝箱。

自動裝箱

IntegerCacheP實例代碼：

public static void main(String[] args) {
    Integer integer = 100;
    Integer integer1 = 2000;
}

使用javap -c IntegerCacheP.class對字節碼進行反編譯，看看調用了什麼。內容如下：

Compiled from "IntegerCacheP.java"
public class com.owl.zookeeper.use.integer.IntegerCacheP {
  public com.owl.zookeeper.use.integer.IntegerCacheP();
    Code:
       0: aload_0       
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return        

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: bipush        100
       2: invokestatic  #2                  // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;
       5: astore_1      
       6: sipush        2000
       9: invokestatic  #2                  // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;
      12: astore_2      
      13: return        
}

2: invokestatic #2 // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;從這裏可以看出它調用了Integer.valueOf方法對int進行裝箱成Integer。
接下來我們看一下自動Integer.valueOf(int)方法的實現。

Integer緩存實現分析

Integer.valueOf(int)方法實現

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

可以看出當i在一個範圍內時，會從一個Integer[]數組中取出一個Integer對象。所以我們就知道爲什麼某些時候==是不會出錯的。那麼接着我們來分析其實際範圍是多少，合適加載這些緩存。

IntegerCache內部類

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) {
            int i = parseInt(integerCacheHighPropValue);
            i = Math.max(i, 127);
            // Maximum array size is Integer.MAX_VALUE
            h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - (-low));
        }
        high = h;
        cache = new Integer[(high - low) + 1];
        int j = low;
        for(int k = 0; k < cache.length; k++)
            cache[k] = new Integer(j++);
    }
    private IntegerCache() {}
}

可以看出Integer緩存默認範圍是-128<—>127，可以通過IntegerCache.high設置最大的範圍。因爲這部分是static的，所以在加載類是就會初始化Integer緩存，之後只要符合範圍內所有Integer都是來自於這個緩存數組static final Integer cache[]。

總結

可以看出我們在進行Integer值判定時，應使用equals，而不應使用==，這可以避免出現奇怪的錯誤（不在緩存範圍時失效）。