IntegerCache快取佔用堆、棧、常量池的問題，自動拆裝箱的基本概念，Integer==int時的問題說明
原創宣告：作者：Arnold.zhao 部落格園地址：https://www.cnblogs.com/zh94
先普及一個基本概念：Java中基本資料型別的裝箱和拆箱操作
自動裝箱
在JDK5以後，我們可以直接使用Integer num = 2；來進行值的定義，但是你有沒有考慮過？Integer是一個物件呀，為什麼我可以不例項化物件，就直接來進行Value的定義呢？
一般情況下我們在定義一個物件的時候，頂多賦值為一個null 即空值；
比如：Person pserson = null；但是肯定不可以Person person =2；這樣操作吧，
那為什麼Integer，Float，Double，等基本資料型別的包裝類是可以直接定義值的呢？
究其原因無非是編譯器在編譯程式碼的時候，重新進行了一次例項化的操作而已啦：
比如當我們使用Integer num = 2 的時候，在JVM執行前的編譯階段，此時該Integer num = 2 將會被編譯為
Integer num = new Integer(2); 那麼此時編譯後的這樣一個語法 new Integer(2) 則是符合JDK執行時的規則的，而這種操作就是所謂的裝箱操作；
注意：（不要拿Integer和int型別來進行對比，int，float，這些是JDK自定義的關鍵字，
本身在編譯的時候就會被特殊處理，而Integer，Float，Double等則是標準的物件，物件的實現本身就是要有new 的操作才是合理；
自動拆箱
那麼當你瞭解了對應的裝箱操作後，再來了解一下對應拆箱的操作：
當我們把一個原本的Integer num1 = 2; 來轉換為 int num1 = 2的時候實際上就是一個拆箱的操作，及把包裝型別轉換為基本資料型別時便是所謂的拆箱操作；
一般當我們進行對比的時候，編譯器便會優先把包裝類進行自動拆箱：如Integer num1 = 2 和 int num2 = 2；當我們進行對比時
if(num1 == num2) 那麼此時編譯器便會自動的將包裝類的num1自動拆箱為int型別進行對比等操作；
裝箱及拆箱時的真正步驟
上述已經說過了自動裝箱時，實際上是把 Integer num =2 編譯時變更為了 Integer num = new Integer(2)；
但實際上JDK真的就只是這麼簡單的進行了一下new的操作嗎？當然不是，在自動裝箱的過程中實際上是呼叫的Integer的valueOf(int i)的方法，來進行的裝箱的操作；
我們來看一下這個方法的具體實現：我會直接在下述原始碼中加註釋，直接看註釋即可
public static Integer valueOf(int i) {
//在呼叫valueOf進行自動裝箱時，會先進行一次所傳入值的判斷，當i的值大於等於IntegerCache.low 以及 小於等於IntegerCache.high時，則直接從已有的IntegerCache.cache中取出當前元素return即可；
if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high){
return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
}
//否則則直接new Integer(i) 例項化一個新的Integer物件並return出去；
return new Integer(i);
}
//此時我們再看一下上述的IntegerCache到底是做的什麼操作，如下類：（注意：此處IntegerCache是 private 內部靜態類，所以我們定義的外部類是無法直接使用的，此處看原始碼即可）
private static class IntegerCache {
//定義一個low最低值 及 -128；
static final int low = -128;
//定義一個最大值（最大值的初始化詳情看static程式碼塊）
static final int high;
//定義一個Integer陣列，陣列中儲存的都是 new Integer()的資料；（陣列的初始化詳情看static程式碼塊）
static final Integer cache[];
static {
//此處定義一個預設的值為127；
int h = 127;
//sun.misc.VM.getSavedProperty() 表示從JVM引數中去讀取這個"java.lang.Integer.IntegerCache.high"的配置，並賦值給integerCacheHighPropValue變數
String integerCacheHighPropValue = sun.misc.VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high");
//當從JVM中所取出來的這個java.lang.Integer.IntegerCache.high值不為空時
if (integerCacheHighPropValue != null) {
try {
//此處將JVM所讀取出的integerCacheHighPropValue值進行parseInt的轉換並賦值給 int i;
int i = parseInt(integerCacheHighPropValue);
//Math.max()方法含義是，當i值大於等於127時，則輸出i值，否則則輸出 127；並賦值給 i；
i = Math.max(i, 127);
//Math.min()則表示，當 i值 小於等於 Integer.MAX_VALUE時，則輸出 i，否則輸出 Integer.MAX_VALUE，並賦值給 h
//此處使用：Integer.MAX_VALUE - (-low) -1 的原因是由於是從負數開始的，避免Integer最大值溢位，所以這樣寫的，此處可以先不考慮
h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - (-low) -1);
} catch( NumberFormatException nfe) {
// If the property cannot be parsed into an int, ignore it.
}
}
//最後把所得到的最終結果 h 賦值給我們親愛的 high 屬性；
high = h;
//以下賦值當前cache陣列的最大長度；
cache = new Integer[(high - low) + 1];
int j = low;
//然後進行cache陣列的初始化迴圈；
for(int k = 0; k < cache.length; k++)
//注意：此處new Integer(j++);是先例項化的j，也就是負數-128，所以也才會有上述的Integer.MAX_VALUE - (-low) -1)的操作，因為陣列中儲存的是 -128 到 high 的所有例項化資料物件；
cache[k] = new Integer(j++);
// range [-128, 127] must be interned (JLS7 5.1.7)
assert IntegerCache.high >= 127;
}
private IntegerCache() {}
}朋友們，由上述的程式碼我們便可以知道，自動裝箱時：
1、high的值如果未通過JVM引數定義時則預設是127，當通過JVM引數進行定義後，則使用所定義的high值，前提是不超出(Integer.MAX_VALUE - (-low) -1)的長度即可，如果超出這個長度則預設便是：Integer.MAX_VALUE - (-low) -1；
2、預設情況下會儲存一個 -128 到 high的 Integer cache[]陣列，並且已經例項化了所有 -128 到high的Integer物件資料；
3、當使用valueOf(int i)來自動裝箱時，會先判斷一下當前所需裝箱的值是否(大於等於IntegerCache.low && 小於等於IntegerCache.high) 如果是，則直接從當前已經全域性初始化好的cache陣列中返回即可，如果不是則重新 new Integer();
而當Integer物件在自動拆箱時則是呼叫的Integer的intValue()方法，方法程式碼如下：可以看出是直接把最初的int型別的value值直接返回了出去，並且此時返回的只是基本資料型別！
private final int value;
public int intValue() {
return value;
}所以，朋友們，讓我們帶著上述的答案，來看下我們常在開發程式碼時碰到的一些問題：（請接著向下看哦，因為最後還會再涉及到一些JVM的說明哦）
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Integer於Int進行==比較時的程式碼案例
public static void main(String[] args) {
Integer num1 = 2000;
int num2 = 2000;
//會將Integer自動拆箱為int比較，此處為true；因為拆箱後便是 int於int比較，不涉及到記憶體比較的問題；
System.out.println(num1 == num2);
Integer num3 = new Integer(2000);
Integer num4 = new Integer(2000);
//此處為false，因為 num3 是例項化的一個新物件對應的是一個新的記憶體地址，而num4也是新的記憶體地址；
System.out.println(num3 == num4);
Integer num5 = 100;
Integer num6 = 100;
//返回為true，因為Integer num5 =100的定義方式，會被自動呼叫valueOf()進行裝箱；而valueOf()裝箱時是一個IntegerCache.high的判斷的，只要在這個區間，則直接return的是陣列中的元素
//而num5 =100 及返回的是陣列中下標為100的物件，而num6返回的也是陣列中下標為 100的物件，所以兩個物件是相同的物件，此時進行 == 比較時，記憶體地址相同，所以為true
System.out.println(num5 == num6);
Integer num7 = new Integer(100);
Integer num8 = 100;
//結果為false；為什麼呢？因為num7並不是自動裝箱的結果，而是自己例項化了一個新的物件，那麼此時便是堆裡面新的記憶體地址，而num8儘管是自動裝箱，但返回的物件與num7的物件也不是一個記憶體地址哦；
System.out.println(num7 == num8);
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總結
- 1、由於我們在使用Integer和int進行==比較時，存在著自動拆箱於裝箱的操作，所以在程式碼中進行Integer的對比時儘可能的使用 .equals()來進行對比；
比如我們定義如下一個方法：那麼我們此時是無法知曉num1 和num2的值是否是直接new出來的？還是自動裝箱定義出來的？就算兩個值都是自動裝箱定義出來的，那麼num1 和num2的值是否超出了預設的-128到127的cache陣列快取呢？如果超出了那麼還是new 的Integer()，此時我們進行 == 對比時，無疑是風險最大的，所以最好的還是 .equals()進行對比；除非是拿一個Integer和一個int基本型別進行對比可以使用==，因為此時無論Integer是新new例項化的還是自動裝箱的，在對比時都會被自動拆箱為 int基本資料型別進行對比；
public void test(Integer num1,Integer num2){
//TODO
}2、合理的在專案上線後，使用-XX:AutoBoxCacheMax=20000 引數來定義自動裝箱時的預設最大high值，可以很好的避免基本資料型別包裝類被頻繁堆內建立的問題；什麼個意思呢，一般情況下我們在專案開發過程中，會大量使用Integer num = 23;等等的程式碼，並且我們在操作資料庫的時候，一般返回的Entity實體類裡面也會定義一大堆的Integer型別的屬性，而上述也提到過了，每次Integer的使用實際上都會被自動裝箱，對於超出-128和127的值,則會被建立新的堆物件；所以如果我們有很多的大於127的資料值，那麼每次都需要在堆中建立臨時物件豈不是一個很可惜的操作嗎，如果我們在專案啟動時設定-XX:AutoBoxCacheMax=20000，那麼對於我們常用的Integer為2W以下的數字，則直接從IntegerCache 陣列中直接取就行了，完全就沒必要再建立臨時的堆物件了嘛；這樣對於整個JVM的GC回收來說，多多少少也是一些易處呀，避免了大量的重複的Integer物件的建立佔用和回收的問題呢；不是嘛
3、之前在本人還是初初初級，初出茅廬程式猿的時候，就經常聽到有的人說，JVM中關於-128到127的cache快取是存在常量池裡面的，有的人說當你在定義int型別時實際上是儲存在棧裡面的，搞的我也是很尷尬呀；很難抉擇，
那麼現在呢，就給出一個最終的本人總結後的答案，如下：首先我們看了上述自動裝箱的原始碼以後，可以知道，初始化的快取資料是定義在靜態屬性中的：static final Integer cache[]; 所以，答案是：我們自動裝箱的cache陣列快取的確是定義在常量池中的；每次我們自動裝箱時的陣列判斷，的確是從常量池中拿的資料，
廢話，因為是 static final 型別的呀，所以當然是常量池中儲存的cache陣列啦但是：關於int型別中定義的變數實際上是儲存於棧空間的，這個也是沒錯的，因為關於JVM棧中有一個定義是：針對區域性變數中的基本型別的字面量則是儲存線上程棧中的；（棧是執行緒的一個數據結構），
所以對於我們在方法中定義的區域性變數：int a = 3 時，則的確是儲存線上程棧中的；而我們在方法中定義區域性變數 Integer a=300時，這個肯定是在堆或者常量池中啦（看是否自動裝箱後使用常量池中cache）；而對於我們在類中定義的成員屬性來說，比如：static int a =3;此時則是在常量池中（無外乎什麼型別因為他是靜態的，所以常量池）而類的成員屬性 int a=3（則是在堆中，無外乎什麼屬性，普通變數所對應的物件記憶體都是堆中）