關(guān)于Java中你所不知道的Integer詳解

前言

本文主要給大家介紹了關(guān)于Java中Integer的相關(guān)內(nèi)容，分享出來供大家參考學習，下面話不多說了，來一起看看詳細的介紹吧。

實參形參

前些天看到朋友圈分享了一片文章《Java函數(shù)的傳參機制——你真的了解嗎？》

有些觸發(fā)，之前也研究過Java的Integer，所以寫下本文，希望對你有所幫助。

交換

首先來看一個示例。

請用Java完成swap函數(shù)，交換兩個整數(shù)類型的值。

public static void test() throws Exception {
 Integer a = 1, b = 2;
 swap(a, b);
 System.out.println("a=" + a + ", b=" + b);
}

static void swap(Integer a, Integer b){
 // 需要實現(xiàn)的部分
}

第一次

如果你不了解Java對象在內(nèi)存中的分配方式，以及方法傳遞參數(shù)的形式，你有可能會寫出以下代碼。

public static void swapOne(Integer a, Integer b) throws Exception {
 Integer aTempValue = a;
 a = b;
 b = aTempValue;
}

運行的結(jié)果顯示a和b兩個值并沒有交換。

那么讓我們來看一下上述程序運行時，Java對象在內(nèi)存中的分配方式:

對象地址分配

由此可以看到，在兩個方法的局部變量表中分別持有的是對a、b兩個對象實際數(shù)據(jù)地址的引用。

上面實現(xiàn)的swap函數(shù)，僅僅交換了swap函數(shù)里局部變量a和局部變量b的引用，并沒有交換JVM堆中的實際數(shù)據(jù)。

所以main函數(shù)中的a、b引用的數(shù)據(jù)沒有發(fā)生交換，所以main函數(shù)中局部變量的a、b并不會發(fā)生變化。

那么要交換main函數(shù)中的數(shù)據(jù)要如何操作呢？

第二次

根據(jù)上面的實踐，可以考慮交換a和b在JVM堆上的數(shù)據(jù)值？

簡單了解一下Integer這個對象，它里面只有一個對象級int類型的value用以表示該對象的值。

所以我們使用反射來修改該值，代碼如下：

public static void swapTwo(Integer a1, Integer b1) throws Exception {
 Field valueField = Integer.class.getDeclaredField("value");
 valueField.setAccessible(true);
 int tempAValue = valueField.getInt(a1);
 valueField.setInt(a1, b1.intValue());
 valueField.setInt(b1, tempAValue);
}

運行結(jié)果，符合預期。

驚喜

上面的程序運行成后，如果我在聲明一個Integer c = 1, d = 2;會有什么結(jié)果

示例程序如下：

public static void swapTwo(Integer a1, Integer b1) throws Exception {
 Field valueField = Integer.class.getDeclaredField("value");
 valueField.setAccessible(true);
 int tempAValue = valueField.getInt(a1);
 valueField.setInt(a1, b1.intValue());
 valueField.setInt(b1, tempAValue);
}

public static void testThree() throws Exception {
 Integer a = 1, b = 2;
 swapTwo(a, b);
 System.out.println("a=" + a + "; b=" + b);
 Integer c = 1, d = 2;
 System.out.println("c=" + c + "; d=" + d);
}

輸出的結(jié)果如下：

a=2; b=1
c=2; d=1

驚喜不驚喜！意外不意外！刺激不刺激！

深入

究竟發(fā)生了什么？讓我們來看一下反編譯后的代碼：

作者使用IDE工具，直接反編譯了這個.class文件

public static void testThree() throws Exception {
 Integer a = Integer.valueOf(1);
 Integer b = Integer.valueOf(2);
 swapTwo(a, b);
 System.out.println("a=" + a + "; b=" + b);
 Integer c = Integer.valueOf(1);
 Integer d = Integer.valueOf(2);
 System.out.println("c=" + c + "; d=" + d);
}

在Java對原始類型int自動裝箱到Integer類型的過程中使用了Integer.valueOf(int)這個方法了。

肯定是這個方法在內(nèi)部封裝了一些操作，使得我們修改了Integer.value后，產(chǎn)生了全局影響。

所有這涉及該部分的代碼一次性粘完（PS：不拖拉的作者是個好碼農(nóng)）：

public class Integer{
 /**
 * @since 1.5
 */
 public static Integer valueOf(int i) {
 if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
 return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
 return new Integer(i);
 }
 
 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() {}
 }
 
}

如上所示Integer內(nèi)部有一個私有靜態(tài)類IntegerCache，該類靜態(tài)初始化了一個包含了Integer.IntegerCache.low到java.lang.Integer.IntegerCache.high的Integer數(shù)組。

其中java.lang.Integer.IntegerCache.high的取值范圍在[127~Integer.MAX_VALUE - (-low) -1]之間。

在該區(qū)間內(nèi)所有的Integer.valueOf(int)函數(shù)返回的對象，是根據(jù)int值計算的偏移量，從數(shù)組Integer.IntegerCache.cache中獲取，對象是同一個，不會新建對象。

所以當我們修改了Integer.valueOf(1)的value后，所有Integer.IntegerCache.cache[ 1 - IntegerCache.low ]的返回值都會變更。

我相信你們的智商應該理解了，如果不理解請在評論區(qū)call 10086。

好了，那么不在[IntegerCache.low~IntegerCache.high)的部分呢？

很顯然，它們是幸運的，沒有被IntegerCache緩存到，法外之民，每次它們的到來，都會new一邊，在JVM上分配一塊土（內(nèi)）地（存）。

遐想

如果我把轉(zhuǎn)換的參數(shù)換成類型換成int呢？

public static void testOne() throws Exception {
 int a = 1, b = 2;
 swapOne(a, b);
 System.out.println("a=" + a + ", b=" + b);
}

static void swapOne(int a, int b){
 // 需要實現(xiàn)的部分
}

以作者目前的功力，無解。高手可以公眾號留言，萬分感謝！

至此swap部分已經(jīng)講完了。

1 + 1

首先讓我們來看一下代碼：

public static void testOne() {
 int one = 1;
 int two = one + one;
 System.out.printf("Two=%d", two);
}

請問輸出是什么？

如果你肯定的說是2，那么你上面是白學了，請直接撥打95169。

我可以肯定的告訴你，它可以是[Integer.MIN_VALUE~Integer.MAX_VALUE]區(qū)間的任意一個值。

驚喜不驚喜！意外不意外！刺激不刺激！

讓我們再擼（捋）一（一）串（遍）燒（代）烤（碼）。

作者使用IDE工具，直接反編譯了這個.class文件

public static void testOne() {
 int one = 1;
 int two = one + one;
 System.out.printf("Two=%d", two);
}

這里的變量two竟然沒有調(diào)用Integer.valueOf(int) ，跟想象的不太一樣，我懷疑這是IDE的鍋。

所以果斷查看編譯后的字節(jié)碼。以下為摘錄的部分字節(jié)碼：

LDC "Two=%d"
ICONST_1
ANEWARRAY java/lang/Object
DUP
ICONST_0
ILOAD 2
INVOKESTATIC java/lang/Integer.valueOf (I)Ljava/lang/Integer;
AASTORE
INVOKEVIRTUAL java/io/PrintStream.printf (Ljava/lang/String;[Ljava/lang/Object;)Ljava/io/PrintStream;
POP

可以看出確實是IDE的鍋，這里不僅調(diào)用了一次Integer.valueOf(int) ，而且還創(chuàng)建一個Object的數(shù)組。

完整的Java代碼應該是如下所示：

public static void testOne() {
 int one = 1;
 int two = one + one;
 Object[] params = { Integer.valueOf(two) };
 System.out.printf("Two=%d", params);
}

所以只要在方法調(diào)用前修改Integer.IntegerCache.cache[2+128]的值就可以了，所以在類的靜態(tài)初始化部分加些代碼。

public class OnePlusOne {
 static {
 try {
 Class<?> cacheClazz = Class.forName("java.lang.Integer$IntegerCache");
 Field cacheField = cacheClazz.getDeclaredField("cache");
 cacheField.setAccessible(true);
 Integer[] cache = (Integer[]) cacheField.get(null);
 //這里修改為 1 + 1 = 3 
 cache[2 + 128] = new Integer(3);
 } catch (Exception e) {
 e.printStackTrace();
 }
 }

 public static void testOne() {
 int one = 1;
 int two = one + one;
 System.out.printf("Two=%d", two);
 }
}

two == 2 ？

在修改完Integer.IntegerCache.cache[2 + 128]的值后，變量two還等于2么？

public static void testTwo() {
 int one = 1;
 int two = one + one;
 System.out.println(two == 2);
 System.out.println(Integer.valueOf(two) == 2);
}

上述代碼輸出如下

true
false

因為two == 2不涉及到Integer裝箱的轉(zhuǎn)換，還是原始類型的比較，所以原始類型的2永遠等于2。

Integer.valueOf(two)==2的真實形式是Integer.valueOf(two).intValue == 2 ，即3==2，所以是false。

這里可以看到如果拿一個值為null的Integer變量和一個int變量用雙等號比較，會拋出NullPointException。

這里的方法如果換成System.out.println("Two=" + two)的形式會有怎樣的輸出？你可以嘗試一下。

后記

XCache

java.lang.Integer.IntegerCache.high

看了IntegerCache類獲取high的方法sun.misc.VM.getSavedProperty，可能大家會有以下疑問，我們不拖沓，采用一個問題一解答的方式。

1. 這個值如何如何傳遞到JVM中？

和系統(tǒng)屬性一樣在JVM啟動時，通過設(shè)置-Djava.lang.Integer.IntegerCache.high=xxx傳遞進來。

2. 這個方法和System.getProperty有什么區(qū)別？

為了將JVM系統(tǒng)所需要的參數(shù)和用戶使用的參數(shù)區(qū)別開，
java.lang.System.initializeSystemClass在啟動時，會將啟動參數(shù)保存在兩個地方：

2.1 sun.misc.VM.savedProps中保存全部JVM接收的系統(tǒng)參數(shù)。

JVM會在啟動時，調(diào)用java.lang.System.initializeSystemClass方法，初始化該屬性。

同時也會調(diào)用sun.misc.VM.saveAndRemoveProperties方法，從java.lang.System.props中刪除以下屬性：

• sun.nio.MaxDirectMemorySize
• sun.nio.PageAlignDirectMemory
• sun.lang.ClassLoader.allowArraySyntax
• java.lang.Integer.IntegerCache.high
• sun.zip.disableMemoryMapping
• sun.java.launcher.diag

以上羅列的屬性都是JVM啟動需要設(shè)置的系統(tǒng)參數(shù)，所以為了安全考慮和隔離角度考慮，將其從用戶可訪問的System.props分開。

2.2 java.lang.System.props中保存除了以下JVM啟動需要的參數(shù)外的其他參數(shù)。

• sun.nio.MaxDirectMemorySize
• sun.nio.PageAlignDirectMemory
• sun.lang.ClassLoader.allowArraySyntax
• java.lang.Integer.IntegerCache.high
• sun.zip.disableMemoryMapping
• sun.java.launcher.diag

PS：作者使用的JDK 1.8.0_91

Java 9的IntegerCache

幻想一下，如果以上淘氣的玩法出現(xiàn)在第三方的依賴包中，絕對有一批程序員會瘋掉（請不要嘗試這么惡劣的玩法，后果很嚴重）。

慶幸的是Java 9對此進行了限制?？梢栽谙鄳膍odule中編寫module-info.java文件，限制了使用反射來訪問成員等，按照需要聲明后，代碼只能訪問字段、方法和其他用反射能訪問的信息，只有當類在相同的模塊中，或者模塊打開了包用于反射方式訪問。詳細內(nèi)容可參考一下文章：

在 Java 9 里對 IntegerCache 進行修改？

感謝Lydia和飛鳥的寶貴建議和辛苦校對。

最后跟大家分享一個java中Integer值比較不注意的問題：

先來看一個代碼片段：

public static void main(String[] args) { 
Integer a1 = Integer.valueOf(60); //danielinbiti 
Integer b1 = 60; 
System.out.println("1:="+(a1 == b1)); 


Integer a2 = 60; 
Integer b2 = 60; 
System.out.println("2:="+(a2 == b2)); 


Integer a3 = new Integer(60); 
Integer b3 = 60; 
System.out.println("3:="+(a3 == b3)); 

Integer a4 = 129; 
Integer b4 = 129; 
System.out.println("4:="+(a4 == b4)); 
} 

這段代碼的比較結(jié)果，如果沒有執(zhí)行不知道各位心中的答案都是什么。

要知道這個答案，就涉及到Java緩沖區(qū)和堆的問題。

java中Integer類型對于-128-127之間的數(shù)是緩沖區(qū)取的，所以用等號比較是一致的。但對于不在這區(qū)間的數(shù)字是在堆中new出來的。所以地址空間不一樣，也就不相等。

Integer b3=60 ,這是一個裝箱過程也就是Integer b3=Integer.valueOf(60)

所以，以后碰到Integer比較值是否相等需要用intValue()

對于Double沒有緩沖區(qū)。

答案

1:=true

2:=true

3:=false

4:=false

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對億速云的支持。