面試官：兄弟，說說基本型別和包裝型別的區別吧

六年前，我從蘇州回到洛陽，抱著一幅“海歸”的心態，投了不少簡歷，也“約談”了不少面試官，但僅有兩三個令我感到滿意。其中有一位叫老馬，至今還活在我的手機通訊錄裡。他當時扔了一個面試題把我砸懵了：說說基本型別和包裝型別的區別吧。

我當時二十三歲，正值青春年華，從事 Java 程式設計已有 N 年經驗（N < 4），自認為所有的面試題都能對答如流，結果沒想到啊，被“刁難”了——原來洛陽這塊網際網路的荒漠也有技術專家啊。現在回想起來，臉上不自覺地泛起了羞愧的紅暈：主要是自己當時太菜了。不管怎麼說，是時候寫篇文章剖析一下基本型別和包裝型別的區別了。

Java 的每個基本型別都對應了一個包裝型別，比如說 int 的包裝型別為 Integer，double 的包裝型別為 Double。基本型別和包裝型別的區別主要有以下 4 點。

01、包裝型別可以為 null，而基本型別不可以

別小看這一點區別，它使得包裝型別可以應用於 POJO 中，而基本型別則不行。

POJO 是什麼呢？這裡稍微說明一下。

POJO 的英文全稱是 Plain Ordinary Java Object，翻譯一下就是，簡單無規則的 Java 物件，只有屬性欄位以及 setter 和 getter 方法，示例如下。

class Writer {
	private Integer age;
	private String name;

	public Integer getAge() {
		return age;
	}

	public void setAge(Integer age) {
		this.age = age;
	}

	public String getName() {
		return name;
	}

	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}
}

和 POJO 類似的，還有資料傳輸物件 DTO（Data Transfer Object，泛指用於展示層與服務層之間的資料傳輸物件）、檢視物件 VO（View Object，把某個頁面的資料封裝起來）、持久化物件 PO（Persistant Object，可以看成是與資料庫中的表對映的 Java 物件）。

那為什麼 POJO 的屬性必須要用包裝型別呢？

《阿里巴巴 Java 開發手冊》上有詳細的說明，我們來大聲朗讀一下（預備，起）。

資料庫的查詢結果可能是 null，如果使用基本型別的話，因為要自動拆箱（將包裝型別轉為基本型別，比如說把 Integer 物件轉換成 int 值），就會丟擲 NullPointerException 的異常。

02、包裝型別可用於泛型，而基本型別不可以

泛型不能使用基本型別，因為使用基本型別時會編譯出錯。

List<int> list = new ArrayList<>(); // 提示 Syntax error, insert "Dimensions" to complete ReferenceType
List<Integer> list = new ArrayList<>();

為什麼呢？因為泛型在編譯時會進行型別擦除，最後只保留原始型別，而原始型別只能是 Object 類及其子類——基本型別是個特例。

03、基本型別比包裝型別更高效

基本型別在棧中直接儲存的具體數值，而包裝型別則儲存的是堆中的引用。

很顯然，相比較於基本型別而言，包裝型別需要佔用更多的記憶體空間。假如沒有基本型別的話，對於數值這類經常使用到的資料來說，每次都要通過 new 一個包裝型別就顯得非常笨重。

03、兩個包裝型別的值可以相同，但卻不相等

兩個包裝型別的值可以相同，但卻不相等——這句話怎麼理解呢？來看一段程式碼就明明白白了。

Integer chenmo = new Integer(10);
Integer wanger = new Integer(10);

System.out.println(chenmo == wanger); // false
System.out.println(chenmo.equals(wanger )); // true

兩個包裝型別在使用“”進行判斷的時候，判斷的是其指向的地址是否相等。chenmo 和 wanger 兩個變數使用了 new 關鍵字，導致它們在“”的時候輸出了 false。

而 chenmo.equals(wanger) 的輸出結果為 true，是因為 equals 方法內部比較的是兩個 int 值是否相等。原始碼如下。

private final int value;

public int intValue() {
    return value;
}
public boolean equals(Object obj) {
    if (obj instanceof Integer) {
        return value == ((Integer)obj).intValue();
    }
    return false;
}

瞧，雖然 chenmo 和 wanger 的值都是 10，但他們並不相等。換句話說就是：將“==”操作符應用於包裝型別比較的時候，其結果很可能會和預期的不符。

04、自動裝箱和自動拆箱

既然有了基本型別和包裝型別，肯定有些時候要在它們之間進行轉換。把基本型別轉換成包裝型別的過程叫做裝箱（boxing）。反之，把包裝型別轉換成基本型別的過程叫做拆箱（unboxing）。

在 Java SE5 之前，開發人員要手動進行裝拆箱，比如說：

Integer chenmo = new Integer(10);  // 手動裝箱
int wanger = chenmo.intValue();  // 手動拆箱

Java SE5 為了減少開發人員的工作，提供了自動裝箱與自動拆箱的功能。

Integer chenmo  = 10;  // 自動裝箱
int wanger = chenmo;     // 自動拆箱

上面這段程式碼使用 JAD 反編譯後的結果如下所示：

Integer chenmo = Integer.valueOf(10);
int wanger = chenmo.intValue();

也就是說，自動裝箱是通過 Integer.valueOf() 完成的；自動拆箱是通過 Integer.intValue() 完成的。理解了原理之後，我們再來看一道老馬當年給我出的面試題。

// 1）基本型別和包裝型別
int a = 100;
Integer b = 100;
System.out.println(a == b);

// 2）兩個包裝型別
Integer c = 100;
Integer d = 100;
System.out.println(c == d);

// 3）
c = 200;
d = 200;
System.out.println(c == d);

答案是什麼呢？有舉手要回答的嗎？答對的獎勵一朵小紅花哦。

第一段程式碼，基本型別和包裝型別進行 == 比較，這時候 b 會自動拆箱，直接和 a 比較值，所以結果為 true。

第二段程式碼，兩個包裝型別都被賦值為了 100，這時候會進行自動裝箱，那 == 的結果會是什麼呢？

我們之前的結論是：將“==”操作符應用於包裝型別比較的時候，其結果很可能會和預期的不符。那結果是 false？但這次的結果卻是 true，是不是感覺很意外？

第三段程式碼，兩個包裝型別重新被賦值為了 200，這時候仍然會進行自動裝箱，那 == 的結果會是什麼呢？

吃了第二段程式碼的虧後，是不是有點懷疑人生了，這次結果是 true 還是 false 呢？扔個硬幣吧，哈哈。我先告訴你結果吧，false。

為什麼？為什麼？為什麼呢？

事情到了這一步，必須使出殺手鐗了——分析原始碼吧。

之前我們已經知道了，自動裝箱是通過 Integer.valueOf() 完成的，那我們就來看看這個方法的原始碼吧。

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

難不成是 IntegerCache 在作怪？你猜對了！

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;
        int i = parseInt(integerCacheHighPropValue);
        i = Math.max(i, 127);
        h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - (-low) -1);
        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;
    }
}

大致瞟一下這段程式碼你就全明白了。-128 到 127 之間的數會從 IntegerCache 中取，然後比較，所以第二段程式碼（100 在這個範圍之內）的結果是 true，而第三段程式碼（200 不在這個範圍之內，所以 new 出來了兩個 Integer 物件）的結果是 false。

看完上面的分析之後，我希望大家記住一點：當需要進行自動裝箱時，如果數字在 -128 至 127 之間時，會直接使用快取中的物件，而不是重新建立一個物件。

自動裝拆箱是一個很好的功能，大大節省了我們開發人員的精力，但也會引發一些麻煩，比如下面這段程式碼，效能就很差。

long t1 = System.currentTimeMillis();
Long sum = 0L;
for (int i = 0; i < Integer.MAX_VALUE;i++) {
    sum += i;
}
long t2 = System.currentTimeMillis();        
System.out.println(t2-t1);

sum 由於被宣告成了包裝型別 Long 而不是基本型別 long，所以 sum += i 進行了大量的拆裝箱操作（sum 先拆箱和 i 相加，然後再裝箱賦值給 sum），導致這段程式碼執行完花費的時間足足有 2986 毫秒；如果把 sum 換成基本型別 long，時間就僅有 554 毫秒，完全不一個等量級啊。

05、最後

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