Java中Integer和ThreadLocal

一. Integer

1.引子

在开始之前，我还是需要吐槽下自己，我是真的很菜！

• 他问：**两个Integer对象==比较是否相等？
• 我答：对象==比较，是引用比较，不相等！
• 他问：IntegerCache这个用来干什么？
• 我答：......，我不是很清楚！！！

从这里可以看出，我是真的很水！！

基于这些原因还有其他的等等，我开始写博文，开始写踩过的坑！

2.IntegerCache

在介绍这个缓存之前，先来认知下Integer。java中，int是基本的数值类型，表示整型；Integer是其对象的表示，是int的包装类。包装类在Jdk1中就存在，但是为了更方便的使用Integer，在Java SE5中引入自动包装和自动拆箱的机制，这里不再赘述，可以移步至深入剖析Java中的装箱和拆箱。

Java SE5可以说是java版本迭代过程中里程碑版本。为了减少大量创建Integer的开销、提高性能，采用享元模式，引入Integer实例缓存，将-128至127范围数值的Integer实例缓存在内存中，这里的缓存就是使用Integer中的辅助性的私有IntegerCache静态类实现。

先看下如何获取缓存的-128至127范围的Integer实例，这里的范围可以通过JVM启动参数修改，后面会讲述

• 可以通过使用静态valueOf方法获取 // api调用
• 可以使用自动包装机制获取，如：Integer a = 100; // autoboxing

这里基于Java SE8，再来看下IntegerCache的实现：

/**
 * 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() {}
}

从java docs中可以看出，该类是为了支持对-128至127范围数值自动包装的实例进行缓存。

在第一次使用时缓存被初始化，缓存的大小可以通过JVM参数-XX:AutoBoxCacheMax=size控制，IntegerCache的high可以通过在JVM启动时设置系统属性变量java.lang.Integer.IntegerCache.high，以达到更强的灵活性。IntegerCache在执行类构造器初始化时，执行静态语句块，利用for循环从low开始不断自加加，然后放入cache数组中。

选择-128至127范围，是因为这个范围内的数值使用更普遍！

介绍到这里，相信已经不难看出我的回答是多么搞笑，我坐井观天的还以为自己是正确的！

说到这里，我又有些感慨了，昨晚看了集火影，刚好是自来也和佩恩的对话，佩恩对曾经的师傅自来也的一席话，虽然是偏执的，但是无可否认的确是对的。

佩恩把自己称为神，将自来也视作为凡人，说凡人的认知具有局限性，活在狭小的空间内自认为自己认识都是对的，殊不知从神的角度考虑，凡人的那些认知都是错误和愚蠢的。

这里旨在单纯思考佩恩这些话在我们现实生活中的含义：的确，在我们认知有限的时候，以为Integer两个对象==比较，应该是不等的，殊不知因为技术掌握有限。

跑题了，引入一段故事，主要是想铭刻下，吸取教训：不要把事物看做是理所当然，要多多思考其本质和原理；不要妄下结论，小心求证！

不仅是Integer，Short、Byte、Long、Char都具有相应的Cache。但是Byte、Short、Long的Cache有固定范围：-128至127；Char的Cache：0至127。

引用

理解Java Integer的缓存策略

二. ThreadLocal

我这里不再赘述ThreadLocal是什么、解决什么问题、实现原理、应用场景等，网上博文非常丰富，可移步至深入剖析ThreadLocal。

这里主要是分析下ThreadLocal在父子线程中共享的问题。

ThreadLocal不提供对子线程共享父线程的ThreadLocal中存储的value的支持，ThreadLocal的get方法返回与当前线程有关的ThreadLocalMap中的key/value，如下图:

/* ThreadLocal values pertaining to this thread. This map is maintained
 * by the ThreadLocal class. */
ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;

每个线程在创建的时候，都会初始化ThreadLocalMap的空引用。 子线程在创建时ThreadLocaMap是null，所以不共享父线程的ThreadLocalMap中key/value。

但是有很多时候，实际需求需要共享父线程的一些状态值。 这种情况，java也对此提供了支持，只能说设计者们的脑洞大开。

java中引入另一个InheritableThreadLocal类对此提供支持，类名给出了用途的最好表示：可继承的ThreadLocal！

/* ThreadLocal values pertaining to this thread. This map is maintained
 * by the ThreadLocal class. */
ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;

同理，每个线程在创建的时候都会初始化InheritableThreadLocal

的引用，然后在线程执行初始化的生命周期阶段时，对该变量进行初始化操作，如下图:

    if (parent.inheritableThreadLocals != null)
        this.inheritableThreadLocals =
            ThreadLocal.createInheritedMap(parent.inheritableThreadLocals);

线程的初始化周期中，首先判断父线程的ThreadLocal是否为空，如果不为空则根据父线程的inheritableThreadLocals创建子线程的inheritableThreadLocals。

InheritableThreadLocal的实现也非常简单：

• childValue： 计算子线程的初始化值，从这个方法中可以知道，子线程使用的是父线程中的value，并不是拷贝，如果需要使用副本拷贝，可以继承重写
• getMap： 返回当前线程持有的inheritableThreadLocals
• createMap: 如果当前线程的inheritableThreadLocals是空，则创建一个

以上三个api都是重写ThreadLocal的。