Java学习之==>int和Integer的区别和联系

一、区别

1、类型

• int是java中原始八种基本数据类型之一；
• Integer是一个类,包装整型提供了很多日常的操作；

2、存储位置和大小

• 如果作为方法中的局部变量：
  • int是由jvm底层提供,由Java虚拟机规范,int型数据存储在局部变量区,占用一个数据单元（4个字节）；
  • Integer型数据存储在Java运行时数据区的堆中,不在使用时可被垃圾回收机制回收；
    • Integer对象占用的存储空间大小：
      • Mark Word：4个字节,标记位；
      • Class对象指针：4字节,指向对应class对象的内存地址；
      • 对齐: 对齐填充字节,按照8个字节填充；
      • 4+4+8 = 16字节；
• 如果作为类的成员变量，则不管是 int 类型还是 Integer 类型则都是存储在堆中；

3、使用时字节码的区别

• int型字节码示例：
  • 定义：int num1 = 32；
  • 字节码： 0: bipush 32；
• Integer型字节码示例：
  • 定义：Integer num2 = 64；
  • 字节码：
    • 3：bipush 64；
    • 5：invokestatic #20 // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer；

二、联系

1、相互转化

• Integer.valueOf, int -> Integer；
• Integer.intValue() Integer -> int；
• 也可以直接相互赋值；

2、自动拆装箱操作(auto boxing/unboxing)

• int -> Integer ,装箱；
• Integer -> int, 拆箱；
• 注意: 程序中尽量避免无意中的拆装箱操作,尤其是有性能考虑时；

3、Integer中缓存机制的分析

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

valueOf

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 Integer.IntegerCache.high >= 127;
  }

  private IntegerCache() {}
}

IntegerCache

　　定义一个 Integer 类型的数据时会调用 Integer 的 valueOf() 方法，通过对以上源码分析发现：调用 valueOf() 方法时会先判断 int 型数据的数值范围，如果在 Integer 的缓存范围内，则调用IntegerCache类，如果不在 Integer 的缓存范围内，则直接 new 一个新的 Integer 对象。

　　再看IntegerCache的源码，发现 Integer 缓存范围默认最小值是 -128，获取最大值时先会去读取 JVM 中配置的参数，如果配置了该参数值，则拿这个值和128比较取二者中更大的值作为 Integer 缓存的最大值，如果未配置该参数，则取128作为 Integer的最大值。

　　下面我们来些个方法来证明以上分析，代码如下：

public void integerCache() {
  Integer i1 = 128;
  Integer i2 = 128;

  // false
  System.out.println(i1 == i2);

  Integer i3 = 127;
  Integer i4 = 127;

  // true
  System.out.println(i3 == i4);

  Integer i5 = 257;
  Integer i6 = 257;

  // false
  System.out.println(i5 == i6);
}

运行该方法结果如下：

127在缓存范围内，而128和257不再缓存范围内。

我们加上JVM配置 -XX:AutoBoxCacheMax=256，然后把代码改为如下，再次运行该方法

public void integerCache() {
  Integer i1 = 128;
  Integer i2 = 128;

  // false
  System.out.println(i1 == i2);

  Integer i3 = 256;
  Integer i4 = 256;

  // true
  System.out.println(i3 == i4);

  Integer i5 = 257;
  Integer i6 = 257;

  // false
  System.out.println(i5 == i6);
}

证明配置生效，128和256在缓存范围内，257不再缓存范围内。以上结果证明我们对源码的分析是正确的。

注意事项：

• 在做相等判断时,若为基础数据类型则可直接使用==,若为包装类型则需要使用equals；
• 业务中若使用包装类型,要注意默认值是null,因为基础数据类型的默认值是0容易让大家养成了习惯，这里最易疏忽；

4、扩展

• 其他基本数据类型与对应的包装类型是否类似
• 那么自动拆装箱时是否会使用到缓存机制呢
• 自动拆装箱时为啥可以做到自动转化?
  • 语法糖
  • 编译支持(字节码)
• 前面对源码进行了分析，也提到了Integer的缓存最大是127,但是我的系统中会有很多整数的使用,一般范围在1024之内,可以利用缓存吗?
  • -XX:AutoBoxCacheMax=256
• 既然分析过源码,那么说一下有哪些设计要点?
  • 不可变性
    • 猜测: Integer内部装载的依旧是整数, 而在相互转化时,可以基于intValue()获取int值,那就从intValue()方法追进去,找int的存储；
    • return value；
    • private final int value；
    • 进而可知,Integer对象定义的对象也是不可变的；
    • 好处是保证了基本的信息安全和并发编程中的线程安全；
  • 移植性
    • 在64位操作系统写的代码移植到32位系统上,数据会否发生变化?
    • 在Integer中定义了常量：
      • @Native public static final int SIZE = 32；
      • public static final int BYTES = SIZE / Byte.SIZE；
    • Java语言规范: 无论是32位还是64位,开发者不需要担心位数的问题；
• 有了Integer还要int干啥? 或者有了int还要Integer干啥?
• Java号称纯面向对象,为啥搞一批原始类型让人去诟病,面向对象的一点都不纯粹呢?
  • 工程上的考虑,基本数据类型在执行效率和内存使用上提升软件性能,想想Java刚出生的年代,25年前,那会的硬件发展远没有现在这般牛掰,所以性能是工程师及其重视的问题；
  • 其他? 泛型的设计和考虑；