Java高級之自動拆箱與自動裝箱

序. java基本類型介紹

java中，基本數據類型一共有8種，詳細信息以下表：

類型	大小	範圍	默認值
byte	8	-128 - 127	0
short	16	-32768 - 32768	0
int	32	-2147483648-2147483648	0
long	64	-9233372036854477808-9233372036854477808	0
float	32	-3.40292347E+38-3.40292347E+38	0.0f
double	64	-1.79769313486231570E+308-1.79769313486231570E+308	0.0d
char	16	\u0000 - u\ffff	\u0000
boolean	16	true/false	false

Java語言是一種面向對象的語言，可是Java中的基本數據類型倒是不面向對象的，這在實際使用時存在不少的不便，爲了解決這個不足，設計者將每一個基本數據類型單獨封裝成一個類，這八個和基本數據類型對應的類統稱爲包裝類（Wrapper Class）。

1.什麼是自動拆箱與自動裝箱

自動裝箱：把基本類型用它們對應的包裝類包裝起來，使它們具備對象的特質，能夠調用所對應的包裝類所定義的方法，好比toString()等。

舉個例子：

Integer i0 = new Integer(0);
   Integer i1 = 2;
   Integer i1_ = Integer.valueOf(2);

上面的三行代碼第一行是最基本的建立一個integer對象的方式。第二行代碼就是咱們這裏要講的自動裝箱。而第三行代碼就是第二行代碼的本質，也就是說，當你使用自動裝箱來獲得一個引用數據類型時，jvm實際上調用了valueOf()方法，稍後咱們會去研究一下java源碼。

自動拆箱：跟自動裝箱的方向相反，將Integer及Double這樣的包裝類的對象從新簡化爲基本類型的數據。

舉個例子：

1.System.out.println(i1+2);

•  

這句代碼就使用了自動拆箱。i1是咱們上面經過自動裝箱獲得的一個integer對象，而這個對象是不能直接進行四則運算的，可是咱們卻給它+2，這樣就必須將integer對象轉變爲基本數據類型（int），這個過程就是自動拆箱的過程。

p.s.所謂自動，就是說這個過程並不須要程序員去完成，而是jvm自動完成的，jvm會在編譯期根據語法決定是否進行裝箱和拆箱動做。 
另外，自動拆箱與自動裝箱的jdk1.5才引入的新特性，因此若是你的jdk版本低於1.5的話，是不能夠這樣寫的。

2.爲何會有自動拆箱與自動裝箱

爲何java要提供這樣一個功能呢？個人理解是這樣的： 
1.由於懶。假如沒有自動拆箱與自動裝箱，那麼咱們的代碼是這樣的：

Integer i = new Integer(2);//假如須要一個integer的對象i，值爲2
    int b=i.intValue();//又須要一個int型的值，大小與i相等

• 可是，有了自動拆箱與裝箱，咱們就能夠這麼寫：

Integer i = 2;
        int b = i;

是否是省了很多事，並且看起來代碼更簡潔了呢？

2.自動裝箱的過程其實能夠起到節約內存的做用。咱們先看一個例子：

Integer a = 1;
        Integer b = 1;
        Integer c = 144;
        Integer d = 144;
        Integer a1 = new Integer(1);
        Integer b1 = new Integer(1);
        System.out.println(a == b);         //true
        System.out.println(a.equals(b));    //true
        System.out.println(a1 == b1);       //false
        System.out.println(a1.equals(b1));  //true
        System.out.println(c == d);         //false
        System.out.println(c.equals(d));    //true

是否是很奇怪，爲何第7行爲true而第12行爲false呢?這是由於，在自動裝箱時對於值從–128到127之間的值，它們被裝箱爲Integer對象後，會存在內存中被重用，始終只存在一個對象 。而若是超過了從–128到127之間的值，被裝箱後的Integer對象並不會被重用，即至關於每次裝箱時都新建一個 Integer對象。

那麼，爲何要這麼設計呢？通常來講，小數字的使用頻率很高，將小數字保存起來，讓其始終僅有一個對象能夠節約內存，提升效率。

這其實用到了一種叫作享元模式的設計模式，感興趣的能夠去研究一下這個設計模式。

3.怎麼使用自動拆箱與自動裝箱

使用方式經過上面的例子你們應該也都清楚了，自動拆箱與裝箱實際上就是jvm幫咱們去調用一些函數，這樣可使咱們省很多事，代碼也會看起來更簡潔一些，不過在這裏還有一點須要強調，先看代碼：

Integer a = null;
int b = a;

這麼寫徹底是符合java語法規範的，編譯也能夠正常經過，可是很明顯，運行的時候回拋出空指針異常。因此在這裏提醒你們，在使用自動拆箱時，必定要確保包裝類的引用不爲空。

4.源碼剖析

上面提到了幾個包裝類的方法，咱們一Integer類爲例，來看一看java源碼是什麼樣子的。首先是valueOf()方法：

public static Integer valueOf(int i) {
        if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
        // 沒有設置的話，IngegerCache.high 默認是127
            return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
        return new Integer(i);
}

上面講到，在自動裝箱時對於值從–128到127之間的值，它們被裝箱爲Integer對象後，會存在內存中被重用。如今明白是爲何了吧，在調用valueOf()方法的時候，會判斷你所給的數是否是在IntegerCache.low 和 i <= IntegerCache.high之間，若是是，那麼他就在內存中生成惟一的對象，當你第二次想要生成它的時候，他會把第一次所生成對象的地址給你，不會從新生成。而不在這個範圍裏的數，你每次所生成的對象都是不一樣的。

自動裝箱池的大小是怎麼定義的呢，Integer.java中有這樣一個內部類

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() {}
    }

IntegerCache類（這個是jdk1.8的源碼）定義了Integer自動裝箱池的大小。從源碼中咱們能夠看到，下界是寫死的，就是-128，可是上界倒是由參數integerCacheHighPropValue解碼得來的，這就代表，其實咱們能夠經過改變integerCacheHighPropValue值的大小來自定義自動裝箱池的大小，固然，通常沒人會去改它。

Integer自動裝箱池的範圍是-128~127 
Byte,Short,Long範圍是-128~127 
Character範圍是0~127 
Float和Double沒有自動裝箱池

5.總結

Java經過自動裝箱和拆箱的機制，節省了部份內存開銷和建立對象的開銷，提升了效率同時簡化了代碼。在使用該機制的時候，須要注意如下幾點：  1.在進行==比較的時候，在自動裝箱池範圍內的數據的引用是相同的，範圍外的是不一樣的。  2。在自動拆箱時，要保證包裝類的引用不爲空。