吊打面试官系列：说说Integer缓存范围
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本文主要大致思路为：
不管从工作中还是面试，这篇文章都应该好好看完，本人认为是非常有用的。
案例
Integer是基本类型int的封装类。平时不管是入坑多年的小伙伴还在入坑路上的小伙伴，都应该知道的使用频率是相当高。
下面模仿订单支付，做了一个订单支付状态枚举类PayStatusEnum
public class IntegerDemo {
public static void main(String[] args) {
Integer a = new Integer(8);
Integer b = Integer.valueOf(8);
Integer c = 8;
System.out.println(a.equals(b));
System.out.println(a.equals(c));
System.out.println(b.equals(c));
System.out.println(a == b);
System.out.println(a == c);
System.out.println(b == c);
}
}
结果输出什么？
把上面代码中的8改成128后，又输出什么？
public class IntegerDemo {
public static void main(String[] args) {
Integer a = new Integer(128);
Integer b = Integer.valueOf(128);
Integer c = 128;
System.out.println(a.equals(b));
System.out.println(a.equals(c));
System.out.println(b.equals(c));
System.out.println(a == b);
System.out.println(a == c);
System.out.println(b == c);
}
}
答案慢慢道来。
解析案例
Integer整体阅览
构造方法
private final int value;
public Integer(int value) {
this.value = value;
}
太简单了，没什么可讲的。
valueOf()方法
public static Integer valueOf(String s) throws NumberFormatException {
return Integer.valueOf(parseInt(s, 10));
}
//@HotSpotIntrinsicCandidate 这个注解是JDK9才引入的
//HotSpot 虚拟机将对标注了@HotSpotIntrinsicCandidate注解的方法的调用，
//替换为直接使用基于特定 CPU 指令的高效实现。这些方法我们便称之为 intrinsic。
public static Integer valueOf(int i) {
//如果i在low和high之间就使用缓存
if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high){
return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
}
return new Integer(i);
}
上面valueOf()方法中用到了IntegerCache，下面我们来聊聊。
IntegerCache
下面是IntegerCache源码和部分注释：
/**
* Cache to support the object identity semantics of autoboxing for values between
* -128 and 127 (inclusive) as required by JLS.
* JLS协议要求缓存在-128到127之间（包含边界值）
*
* The cache is initialized on first usage.
* 程序第一次使用Integer的时候
* The size of the cache may be controlled by the {@code -XX:AutoBoxCacheMax=<size>} option.
* JVM 的启动参数 -XX:AutoBoxCacheMax=size 修改最大值
* During VM initialization, java.lang.Integer.IntegerCache.high property
* may be set and saved in the private system properties in the
* sun.misc.VM class.
* 可以通过系统属性来获得：-Djava.lang.Integer.IntegerCache.high=<size>
*/
private static class IntegerCache {
static final int low = -128;
static final int high;
//使用数组来缓存常量池
static final Integer cache[];
static {
// high value may be configured by property
//最大值是可以配置的
int h = 127;
String integerCacheHighPropValue =
sun.misc.VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high");
//如果有配置-XX:AutoBoxCacheMax=<size>
if (integerCacheHighPropValue != null) {
try {
int i = parseInt(integerCacheHighPropValue);
//和127进行比较，谁大用谁
i = Math.max(i, 127);
// Maximum array size is Integer.MAX_VALUE
//再比较，获取最小值
h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - (-low) -1);
} catch( NumberFormatException nfe) {
// If the property cannot be parsed into an int, ignore it.
// 如果该值配置错误则忽略该参数配置的值，使用默认范围-128~127
}
}
high = h;
cache = new Integer[(high - low) + 1];
int j = low;
// 缓存通过for循环来实现，创建范围内的整数对象并存储到cache数组中
// 程序第一次使用Integer的时候需要一定的额外时间来初始化该缓存
for(int k = 0; k < cache.length; k++){
cache[k] = new Integer(j++);
}
//无论如何，缓存的最大值肯定是大于等于127
assert IntegerCache.high >= 127;
}
//私有的构造方法，因为所有的属性均属于类常量
private IntegerCache() {}
}
整个静态块：
那么，如何设置java.lang.Integer.IntegerCache.high的值呢？
The size of the cache may be controlled by the {@code -XX:AutoBoxCacheMax=<size>} option.
注释中已经说清楚，可以使用-XX:AutoBoxCacheMax=<size>设置。
写个demo来debug看看
public class IntegerDemo {
public static void main(String[] args) {
Integer a = 8;
Integer b =Integer.valueOf(8);
System.out.println(a.equals(b));
System.out.println(a == b);
}
}
设置`-XX:AutoBoxCacheMax`=100
开始debug
看看high的值
是127，那就对了，因为上面
设置`-XX:AutoBoxCacheMax`=130
开启debug模式
注意：low=-128是不会变的，整个缓存初始化过程并没有对low进行修改，再说low是常量。
-XX:AutoBoxCacheMax最大能设置成多大？
因为Integer的最大值是2147483647 ，所以我们这里使用这个值试试，
开始debug，直接报OOM了
为什么会OOM呢？
如果-XX:AutoBoxCacheMax没有设置值，那么对应数组是这样的。
equals()方法
上面的案例中有equals方法，这里把这个方法也拿出来聊聊
private final int value;
public boolean equals(Object obj) {
if (obj instanceof Integer) {
//这里比较的是两个int类型的值
return value == ((Integer)obj).intValue();
}
//obj不是Integer类型直接返回false
return false;
}
回到上面的案例中
当我们使用equals方法比较两个对象是否相等的时候其实就是比较他们的value值。
所以不管是128还是8，equals后肯定都是true。
当引用类型使用==进行比较的时候，此时比较的是两个引用的对象的地址，是不是同一个。
public class IntegerDemo {
public static void main(String[] args) {
Integer a = new Integer(8);
Integer b = Integer.valueOf(8);
Integer c = 8;
System.out.println(a.equals(b));
System.out.println(a.equals(c));
System.out.println(b.equals(c));
System.out.println(a == b);
System.out.println(a == c);
System.out.println(b == c);
}
}
我们看看器class文件中的字节码；
本地变量表
每个本地变量赋值的过程
这里我们可以得出一个结论：
Integer c =8;就是Integer c = Integer.valueOf(8);
上面Integer b = Integer.valueOf(8);，那就说明变量b和c都是使用Integer.valueOf()获取到的。
valueOf方法中
-XX:AutoBoxCacheMax不设置
上面关于IntegerCache的low和high已经进行了说明,low永远是-128，所以当我们没有设置
-XX:AutoBoxCacheMax 的值的时候，这时候 high=127。
当Integer.valueOf(8);的时候，就会进入上面代码中的if中。然后从IntegerCache中的数组cache中获取。
但是IntegerCache中的cache数组是个常量数组。
言外之意，就是一旦给这个数组cache赋值后，就不会变了。
Integer b = Integer.valueOf(8);和Integer c=8;
b和c不就是都指向同一个引用地址吗？
所以 b==c为true;
但是Integer b=Integer.valueOf(128);
此时就不进入if中，而是直接new一个Integer对象
所以此时
Integer b=Innteger.valueOf(128) ；和Integer c = 128;
都会各自new 一个Integer对象，
此时的b==c为false。
这里也就是网上很多文章也就说到这里，就是比较当前int i 这个i是不是在-128到127范围之内。
-XX:AutoBoxCacheMax设置为130
如果我们把-XX:AutoBoxCacheMax设置为130。那么上面
Integer b=Innteger.valueOf(128) ；和Integer c = 128;
也会进入if条件中。
最后b==c为true。
如何避坑
Integer是基本类型int的封装类，那么在平常使用的时候需要注意几点：
1，如果使用Integer，注意Integer的默认是null，容易引起空指针异常NullPointerException。
2，如果使用int类型，注意int类型的初始值是0，很多设计某某状态时，很喜欢用0作为某个状态，这里要小心使用。
3，另外从内存使用层面来讲，int是基本数据类型，只占用4个字节，Integer是一个对象，当表示一个值时Integer占用的内存空间要高于int类型，从节省内存空间考虑，建议使用int类型（建议了解一下Java对象内存布局）。
4，Integer使用的时候，直接赋值，Integer c = 8，不要new Integer(8)。因为直接赋值就是Integer.valueOf方法使用缓存，没必要每次都new一个新对象，有效提高内存使用。
5，如果系统中大量重复的使用比127大的数，建议JVM启动的时候为-XX:AutoBoxCacheMax=size 适当的大小，提升内存使用效率（但是也不能太大，上面我们已经演示了可能出现OOM）。
面试题
面试题1
Integer num1 = new Integer(10);
Integer num2 = new Integer(10);
System.out.println(num1.equals(num2));
System.out.println(num1 == num2);
面试题2
Integer num3 = 100;
Integer num4 = 100;
System.out.println(num3.equals(num4));
System.out.println(num3 == num4);
面试题3
Integer num5 = 1000;
Integer num6 = 1000;
System.out.println(num5.equals(num6));
System.out.println(num5 == num6);
把上面看完了，再回头来看看这种面试题，还难吗？
如果在面试中遇到面试题3，可以适当反问一下面试官是否有对缓存范围进行调整，或许某些面试官都会懵逼。
赤裸裸的吊打面试官。
总结
1.引用类型的==是比较对应的引用地址。
2.Integer中使用的默认缓存是-128到127。但是可以在JVM启动的时候进行设置。
3.Integer b=Integer.valueOf(8);和Integer b=8;是一样的效果。
4.Integer.valueOf()方式，比较是否在缓存范围之内，在就直接从缓存中获取，不在new一个Integer对象。
5.每次使用new来创建Integer对象，是用不到IntegerCache缓存的。
6.Integer中的使用缓存的方式也可以理解为享元模式。