IntegerCache

吉林烏拉發表於2019-01-19

面試題:問以下程式碼輸出的結果是多少?

public class IntegerTest {

    @Test
    public void test() {
        Integer a = 127;
        Integer b = 127;
        System.out.println(String.format("執行結果:%s", a == b));
        a = 128;
        b = 128;
        System.out.println(String.format("執行結果:%s", a == b));
    }

}

如果不仔細看上面的程式碼,那麼我想很多人都會很快的說出執行的結果。但如果仔細檢視程式碼,卻不知道上述程式碼中的要考察的相關知識時,我想也不一定能準確說出正確的執行結果。那麼下面我們看一下上述程式碼的執行結果:

執行結果:true
執行結果:false

你猜對了嗎?為什麼上面的程式碼顯示的結果居然是不一樣的呢?下面我們詳細分析一下上述程式碼主要考察的知識點。


上述程式碼主要考察的是Java中Integer包裝類物件的知識。但在這裡有一個很隱性的知識點,也就IntegerCache物件。也就是因為這個物件的存在才導致上述程式碼中執行的結果不一致的。下面我們來了解一下Java中IntegerCache物件的知識。


IntegerCache

IntegerCache類實際上是Java中Integer中的快取類,目的是節省記憶體消耗,提高程式效能。因為我們知道,在Java中每建立一個物件,都會將物件儲存在堆記憶體中。而當堆記憶體中的物件儲存非常多時,就有可能造成記憶體洩漏。而在我們日常的專案開發中我們使有用Integer型別的頻率非常高。使用頻率高建立物件也就越多,堆記憶體中的物件也就越多,所以也就會可能發生上述中的記憶體溢位等問題。所以Java為了解決上述問題。於是設計了IntegerCache類,看名字就知道IntegerCache是個快取類,既然是快取類,目的就是可以將相關的資料快取下來,這裡的資料指的就是Integer類的值。也就是上述程式碼中的等於右邊的數值。那既然IntegerCache類可以快取數字,為什麼上述程式碼中的結果不一樣呢?這個原因就是IntegerCache類有一個快取範圍。IntegerCache類快取的資料範圍為是-128到127之間。所以上述程式碼中前兩行程式碼中輸出結果為true(127在IntegerCache類快取的資料範圍內,於是將127快取起來,當程式在使用這個127數字時,因為快取中已經有了,於是直接使用快取中的127,所以結果為true),而後二行程式碼輸出的結果為false(超出IntegerCache類的快取範圍,於是不能快取,所以建立了新的物件,既然是新的物件結果顯然是false)。

為了驗證我們上述我說的,我們看一下IntegerCache類的底層實現。下面為原始碼:

 /**
     * Cache to support the object identity semantics of autoboxing for values between
     * -128 and 127 (inclusive) as required by JLS.
     *
     * The cache is initialized on first usage.  The size of the cache
     * may be controlled by the {@code -XX:AutoBoxCacheMax=<size>} option.
     * 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.
     */

    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() {}
    }

看原始碼中的註釋我們知道,我們可以通過Jvm中的AutoBoxCacheMax引數來重新設定IntegerCache類的快取範圍。並且我們知道IntegerCache類使用了Integer cache[] 資料快取數值。


這就是上述面試題中所要考察的相關知識,實際上除IntegerCache類之外,在Java中還提供了ByteCache、ShortCache、LongCache、CharacterCache等快取物件,其中前三個快取物件的快取範圍都是-128 到 127。而CharacterCache快取物件則是0到127。這就是Java中IntegerCache類相關的知識,如有考慮不周,或者輸寫有誤的地方,歡迎留言,謝謝。

原文連結:http://jilinwula.com/article/…

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