5分鐘完全理解-Java自動裝箱、拆箱

什麼是自動裝箱，拆箱

先拋出定義，Java中基礎數據類型與它們的包裝類進行運算時，編譯器會自動幫咱們進行轉換，轉換過程對程序員是透明的，這就是裝箱和拆箱，裝箱和拆箱可讓咱們的代碼更簡潔易懂

Java中基礎數據類型與它們對應的包裝類見下表（共8種）：

原始類型	包裝類型
boolean	Boolean
byte	Byte
char	Character
float	Float
int	Integer
long	Long
short	Short
double	Double

當表格中左邊列出的基礎類型與它們的包裝類有以下幾種狀況時，編譯器會自動幫咱們進行裝箱或拆箱.

• 進行 = 賦值操做（裝箱或拆箱）
• 進行+，-，*，/混合運算 （拆箱）
• 進行>,<,==比較運算（拆箱）
• 調用equals進行比較（裝箱）
• ArrayList,HashMap等集合類 添加基礎類型數據時（裝箱）

咱們看一段日常很常見的代碼

public void testAutoBox() {
    List<Float> list = new ArrayList<>();
    list.add(1.0f);
    float firstElement = list.get(0);
}
複製代碼

list集合存儲的是Float包裝類型，我傳入的是float基礎類型，因此須要進行裝箱，而最後的get方法返回的是Float包裝類型，咱們賦值給float基礎類型，因此須要進行拆箱，很簡單，安排的明明白白

具體自動裝箱，拆箱，代碼是如何實現的

既然編譯器幫咱們自動進行了裝箱，拆箱，那麼編譯器到底作了些什麼，要搞清楚這些，最簡單直接的方式就是看類通過編譯器編譯後的字節碼，下面是上面一段代碼的字節碼實現

public testAutoBox()V
   L0
    LINENUMBER 15 L0
    NEW java/util/ArrayList
    DUP
    INVOKESPECIAL java/util/ArrayList.<init> ()V
    ASTORE 1
   L1
    LINENUMBER 16 L1
    ALOAD 1
    FCONST_1
    INVOKESTATIC java/lang/Float.valueOf (F)Ljava/lang/Float;
    INVOKEINTERFACE java/util/List.add (Ljava/lang/Object;)Z
    POP
   L2
    LINENUMBER 17 L2
    ALOAD 1
    ICONST_0
    INVOKEINTERFACE java/util/List.get (I)Ljava/lang/Object;
    CHECKCAST java/lang/Float
    INVOKEVIRTUAL java/lang/Float.floatValue ()F
    FSTORE 2
   L3
    LINENUMBER 18 L3
    RETURN
複製代碼

• L0，對應咱們代碼的第一行，new了一個ArrayList，並賦值給了1號引用（就是list）。
• L1，先加載list到棧頂，而後FCONST_1指令就是從常量池加載1.0f浮點數並壓入棧頂（這一塊知識，見附錄1），而後調用了Float類的靜態 valueOf方法，進行裝箱
  ，而後調用list的add方法。
• L2，先加載list到棧頂，從常量池獲取0（float，int，long，double等基礎類型初始值都是0），調用list的get方法，檢查是否能轉換，調用了Float的floatValue方法，進行拆箱
  ，存儲獲得的浮點數。

###因此結果很明顯了，以float和Float爲例，裝箱就是調用Float的valueOf方法new一個Float並賦值，拆箱就是調用Float對象的floatValue方法並賦值返回給float。其餘基礎類型都是大同小異的，具體能夠查看源碼。

##自動裝箱、拆箱中的坑 ###面試題中常常會有考點就是考察面試者對Java中自動裝箱、拆箱是否瞭解透徹，好比下面這一道面試題？

public void testAutoBox2() {
	 //1
     int a = 100;
     Integer b = 100;
     System.out.println(a == b);
     
     //2
     Integer c = 100;
     Integer d = 100;
     System.out.println(c == d);
     
     //3   
     c = 200;
     d = 200;
     System.out.println(c == d);
}
複製代碼

請問執行結果是多少？

題目很常見啦，客官別見笑，咱們來分析一下，

• 第1段代碼，基礎類型a與包裝類b進行==比較，這時b會拆箱，直接比較值，因此會打印 true
  
• 第2段代碼，二個包裝類型，都被賦值了100，因此根據咱們以前的解析，這時會進行裝箱，調用Integer的valueOf方法，生成2個Integer對象，引用類型==比較，直接比較對象指針，這裏咱們先給出結論，最後會分析緣由，打印 true
  
• 跟上面第2段代碼相似，只不過賦值變成了200，直接說結論，打印 false
  

結果是否是很詭異，咱們直接去看Integer類valueOf方法的實現（JDK8的實現）

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

能夠看到，這裏的實現並非簡單的new Integer，而是用IntegerCache作一個cache，cache的range是能夠配置的

private static class IntegerCache {
  static final int low = -128;
  static final int high;
  static final Integer cache[];

  static {
  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++);
  ....
複製代碼

這是IntegerCache靜態代碼塊中的一段，默認Integer cache 的下限是-128，上限默認127，能夠配置，因此到這裏就清楚了，咱們上面當賦值100給Integer時，恰好在這個range內，因此從cache中取對應的Integer並返回，因此二次返回的是同一個對象，因此==比較是相等的，當賦值200給Integer時，不在cache 的範圍內，因此會new Integer並返回，固然==比較的結果是不相等的。

###以上

附錄1：JVM字節碼整型的入棧指令有4個，分別是：

• iconst（0~5分別對應iconst_0、iconst_一、iconst_二、iconst_三、iconst_四、iconst_5，-1對應iconst_m1）
• bipush （-128~127）
• sipush （-32768~32767）
• ldc （-2147483648~2147483647）