從JDK原始碼角度看Short

超人汪小建發表於2017-08-01

概況

Java的Short類主要的作用就是對基本型別short進行封裝，提供了一些處理short型別的方法，比如short到String型別的轉換方法或String型別到short型別的轉換方法，當然也包含與其他型別之間的轉換方法。

繼承結構

--java.lang.Object
  --java.lang.Number
    --java.lang.Short複製程式碼

主要屬性

public static final short   MIN_VALUE = -32768;

public static final short   MAX_VALUE = 32767;

public static final Class<Short>    TYPE = (Class<Short>) Class.getPrimitiveClass("short");

public static final int SIZE = 16;

public static final int BYTES = SIZE / Byte.SIZE;複製程式碼

MIN_VALUE靜態變數表示short能去的最小值，為-32768（-2的15此方），被final修飾說明不可變。
類似的還有MAX_VALUE，表示short最大值為32767（2的15次方減1）。
SIZE用來表示二進位制補碼形式的short值的位元數，值為16，靜態變數且不可變。
BYTES用來表示二進位制補碼形式的short值的位元組數，值為SIZE除於Byte.SIZE，結果為2。
TYPE的toString的值是short。
Class的getPrimitiveClass是一個native方法，在Class.c中有個Java_java_lang_Class_getPrimitiveClass方法與之對應，所以JVM層面會通過JVM_FindPrimitiveClass函式會根據"short"字串獲得jclass，最終到Java層則為Class<Short>。

JNIEXPORT jclass JNICALL
Java_java_lang_Class_getPrimitiveClass(JNIEnv *env,
                                       jclass cls,
                                       jstring name)
{
    const char *utfName;
    jclass result;

    if (name == NULL) {
        JNU_ThrowNullPointerException(env, 0);
        return NULL;
    }

    utfName = (*env)->GetStringUTFChars(env, name, 0);
    if (utfName == 0)
        return NULL;

    result = JVM_FindPrimitiveClass(env, utfName);

    (*env)->ReleaseStringUTFChars(env, name, utfName);

    return result;
}複製程式碼

當TYPE執行toString時，邏輯如下，則其實是getName函式決定其值，getName通過native方法getName0從JVM層獲取名稱，

public String toString() {
        return (isInterface() ? "interface " : (isPrimitive() ? "" : "class "))
            + getName();
    }複製程式碼

getName0根據一個陣列獲得對應的名稱，JVM根據Java層的Class可得到對應型別的陣列下標，比如這裡下標為9，則名稱為"short"。

const char* type2name_tab[T_CONFLICT+1] = {
  NULL, NULL, NULL, NULL,
  "boolean",
  "char",
  "float",
  "double",
  "byte",
  "short",
  "int",
  "long",
  "object",
  "array",
  "void",
  "*address*",
  "*narrowoop*",
  "*conflict*"
};複製程式碼

主要方法

parseShort方法

 public static short parseShort(String s, int radix)
        throws NumberFormatException {
        int i = Integer.parseInt(s, radix);
        if (i < MIN_VALUE || i > MAX_VALUE)
            throw new NumberFormatException(
                "Value out of range. Value:\"" + s + "\" Radix:" + radix);
        return (short)i;
}
public static short parseShort(String s) throws NumberFormatException {
        return parseShort(s, 10);
}複製程式碼

兩個parseShort方法，主要看第一個即可，第一個引數是待轉換的字串，第二個參數列示進位制數，這裡的轉換其實是調了Integer的parseInt方法，返回值再判斷是不是在short的最小值和最大值之間。怎麼更好理解這個引數呢？舉個例子，Short.parseShort("100",10)表示十進位制的100，所以值為100，而Short.parseShort("100",2)表示二進位制的100，所以值為4。另外如果Short.parseShort("100000",10)會丟擲java.lang.NumberFormatException異常。

建構函式

public Short(String s) throws NumberFormatException {
    this.value = parseShort(s, 10);
}

public Short(short value) {
    this.value = value;
}複製程式碼

包含兩種建構函式，分別可以傳入short和String型別。它是通過呼叫parseShort方法進行轉換的，所以轉換邏輯與上面的parseShort方法一樣。

toString方法

public static String toString(short s) {
    return Integer.toString((int)s, 10);
}
public String toString() {
   return Integer.toString((int)value);
}複製程式碼

一個是靜態方法一個是非靜態方法，但兩個方法轉換的效果是一樣的，都是以十進位制形式轉換。

ShortCache內部類

private static class ShortCache {
    private ShortCache(){}

    static final Short cache[] = new Short[-(-128) + 127 + 1];

    static {
        for(int i = 0; i < cache.length; i++)
            cache[i] = new Short((short)(i - 128));
    }
}複製程式碼

ShortCache是Short的一個內部類，它包含了short可能值的Short陣列，範圍是[-128,127]，它不會像Byte類將所有可能值快取起來，因為Short型別範圍很大，將它們全部快取起來代價太高，而Byte型別就是從-128到127，一共才256個。所以這裡只例項化256個Short物件，當Short的值範圍在[-128,127]時則直接從快取中獲取對應的Short物件，不必重新例項化。當然這些快取值都是靜態且final的，避免重複的例項化和回收。

valueOf方法

public static Short valueOf(short s) {
    final int offset = 128;
    int sAsInt = s;
    if (sAsInt >= -128 && sAsInt <= 127) { // must cache
        return ShortCache.cache[sAsInt + offset];
    }
    return new Short(s);
}複製程式碼

有三個valueOf方法，主要看上面這個，因為ShortCache快取了[-128,127]值的Short物件，對於在範圍內的直接從ShortCache的陣列中獲取對應的Short物件即可，而在範圍外的則需要重新例項化了。

decode方法

public static Short decode(String nm) throws NumberFormatException {
    int i = Integer.decode(nm);
    if (i < MIN_VALUE || i > MAX_VALUE)
        throw new NumberFormatException(
                "Value " + i + " out of range from input " + nm);
    return valueOf((short)i);
}複製程式碼

decode方法主要作用是解碼字串轉成Short型，比如Short.decode("11")的結果為11，而Short.decode("0x11")結果為17，因為後面的是十六進位制，它會根據實際情況進行解碼。

xxxValue方法

包括shortValue、intValue、longValue、byteValue、floatValue和doubleValue等方法，其實就是轉換成對應的型別。

hashCode方法

public int hashCode() {
    return Short.hashCode(value);
}
public static int hashCode(short value) {
    return (int)value;
}複製程式碼

hashCode方法很簡單，就是直接返回int型別的值。

equals方法

public boolean equals(Object obj) {
    if (obj instanceof Short) {
        return value == ((Short)obj).shortValue();
    }
    return false;
}複製程式碼

比較是否相同時先判斷是不是Short型別再比較值。

compare方法

public static int compare(short x, short y) {
    return x - y;
}複製程式碼

通過相減來比較，大於0則說明x大於y。

無符號轉換

public static int toUnsignedInt(short x) {
    return ((int) x) & 0xffff;
}

public static long toUnsignedLong(short x) {
    return ((long) x) & 0xffffL;
}複製程式碼

包括轉成無符號int型和無符號long型。

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