Java Integer 中的 “128 陷阱”

一:在认识 “128陷阱” 之前,首先来了解一下包装类:

  1. 定义:万物皆对象。将基本数据类型包装成对象的类
  2. 基本数据类型不是包装类的简写形式
  3. 基本数据类型的包装类
    基本数据类型包装类
    byteByte
    charCharacter
    shortShort
    intInteger
    longLong
    floatFloat
    doubleDouble
    booleanBoolean
    4.自动拆装箱:
    1. 自动装箱:基本数据类型直接转换成引用类型
      int a = 10;
      //会编译成 Integer b = Integer.valueOf(10);
      Integer b = a;    //自动装箱操作
    2. 自动拆箱:引用类型转换为基本数据类型
      1. 包装类和基本数据类型会自动拆箱
        Integer a = 10;
        //会编译成:int b = a.intValue();
        int b = a;    //自动拆箱操作

二:Integer 中的 == 判断

你是否遇到过以下场景:

Integer a = 128;
Integer b = 128;
int c = 128;
int d = 128;

System.out.println(a == b); // false 
System.out.println(c == d); // true
  • 在 Java 中 int 类型是基本数据类型,== 比较的是值的信息
  • Integer 类型是包装类型,在包装类中 == 判断的是对象的地址

三:Integer 在 Java 中的缓存机制:

在 Java 中为了节省内存,对 Integer 类型做了缓存:

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() {}
    }
  • 在类加载过程中,会在堆中创建 -128 ~ 127 范围的 Integer 类型数组
  • 当创建对象时,值在 -128 ~ 127 之间会放回 Integer 数组中值对应位置的地址
  • 如果超出这个范围就会在堆内存中开辟一块新的 Integer 对象存储这个值

四:"128 陷阱" 

  • "128 陷阱" 就是由于 Integer 类型在堆内存中有 -128 ~ 127 范围内的缓存
  • 当超出这个范围的 Integer 类型的对象相比较与预期结果会不同

五:如何避免 "128 陷阱"

  •  == 方式:无法避免
    • 基本数据类型判断的是值相等
    • 引用类型判断的是地址是否相等
    • Integer 类型数据 == int 类型数据会涉及到自动拆箱操作,判断值是否相等
      Integer a = 10;
      int b = 10;    
      System.out.println(a == b); // true
      //因为 a 会进行拆箱操作,再进行值得对比
  • equals() 方法:可以避免
    • 在 Object 类当中 equals() 方法判断的是两个引用类型的地址是否一致,但是很多类都将 equals() 方法进行了重写
    • 在 Integer 类型中,对父类的 equals() 方法进行了重写
    • 当调用重写后的 equals() 方法时,需要传入一个 Integer 类型的参数,如果传入的是整形,会进行装箱操作进行传值。
    • 进入到方法中,又会把两个 Integer 类型的数据进行拆箱操作
    • 将两个值转为 int 类型进行比较返回
    • Integer 类型中 equals() 比较不涉及到地址,只涉及到它们拆箱后的值
      Integer a = new Integer(127);
              Integer b = new Integer(127);
              
              System.out.println(a.equals(b));    // true

<think>好的,我现在需要帮助用户了解JavaInteger类的使用说明和特性。根据用户提供的引用内容,特别是引用[1],里面提到了Integer缓存机制,也就是默认缓存-128到127之间的整数对象。这会影响使用==比较时的结果,比如integer1和integer2会相等,而integer3和integer4不会。这是Integer类的一个重要特性,需要详细说明。 然后,用户还提到了自动装箱和拆箱。根据引用[1]中的自动装箱部分,应该解释自动装箱是如何将基本类型int转换为Integer对象,以及拆箱的反过程。比如Integer a = 100;实际上会自动调用Integer.valueOf(100),这又涉及到缓存机制。 接下来,用户可能需要知道Integer类的基本方法,比如valueOf()、parseInt()、toString()等,这些都是常用的方法,需要一一列举并给出例子。比如将字符串转换为int类型,或者将Integer转换为不同进制的字符串表示。 另外,关于Integer类的不可变性,用户可能不太清楚为什么设计为不可变。需要解释这样设计的好处,比如线程安全、缓存优化等。比如一旦创建了Integer对象,其值就不能改变,任何修改都会生成新的实例。 用户提供的引用[2]和[3]似乎与Integer类关系不大,但可能涉及其他Java特性,比如Record类型和QLExpress引擎的方法绑定。但用户的问题主要集中在Integer上,所以暂时不需要深入这些部分,但如果有相关的点可以关联的话可以提及,不过这里可能不需要。 现在需要组织回答结构,先概述Integer类,然后分特性说明,比如自动装箱拆箱、缓存机制、不可变性、常用方法等。每个部分都需要结合示例代码,比如展示自动装箱的代码,缓存机制的测试代码,以及方法的调用示例。 在生成相关问题的时候,要针对用户可能想深入了解的点提问,比如缓存机制的原因、自动装箱的陷阱、不可变性的好处,以及实际应用中的注意事项。例如,为什么使用==比较有时正确有时错误,如何正确比较Integer对象等。 需要确保回答中的LaTeX格式正确,行内公式用$...$,独立公式用$$...$$,不过这个问题可能更多涉及代码和文字说明,数学公式较少,但如果有的话要正确使用。例如,在提到数值范围时可以用$-2^{31}$到$2^{31}-1$这样的表达式。 最后,检查引用标注是否正确,引用[1]主要关于缓存和自动装箱,引用[2]和[3]可能用不上,但如果有相关的地方需要标注的话要确保正确。例如,在自动装箱部分末尾添加[^1]。 总结一下,回答的结构应该是: 1. 概述Integer类 2. 特性分点说明,每点包含示例代码 3. 相关问题列表 确保每个特性都有对应的代码示例,比如缓存机制的测试代码,自动装箱的代码示例,以及方法的使用示例。同时,提醒用户注意==和equals的区别,避免常见的陷阱。</think>### Java Integer类使用说明与特性 #### 1. **概述** `Integer`是Java中包装基本类型`int`的不可变类,提供对象化操作、类型转换、数值运算等方法。其取值范围为$-2^{31}$到$2^{31}-1$(即`Integer.MIN_VALUE`到`Integer.MAX_VALUE`)。 --- #### 2. **核心特性** ##### **(1)自动装箱与拆箱** - **自动装箱**:将`int`自动转换为`Integer`对象。例如: ```java Integer a = 100; // 实际调用 Integer.valueOf(100) ``` - **自动拆箱**:将`Integer`对象自动转换为`int`。例如: ```java int b = a; // 实际调用 a.intValue() ``` 自动装箱依赖`Integer.valueOf()`方法,与缓存机制相关[^1]。 ##### **(2)Integer缓存机制** - **默认缓存范围**:$-128$到$127$的整数对象会被预先创建并复用。 示例代码: ```java Integer i1 = 127; Integer i2 = 127; System.out.println(i1 == i2); // true(同一对象) Integer i3 = 128; Integer i4 = 128; System.out.println(i3 == i4); // false(新建对象) ``` 超出缓存范围时,`Integer.valueOf()`会创建新对象。 ##### **(3)不可变性** - `Integer`对象一旦创建,值不可修改。所有运算(如加法)会生成新对象: ```java Integer a = 10; a += 5; // 等价于 a = Integer.valueOf(a.intValue() + 5) ``` ##### **(4)常用方法** | 方法 | 说明 | 示例 | |----------------------|-----------------------------------|------------------------------| | `Integer.parseInt(String)` | 字符串转`int` | `int num = Integer.parseInt("123");` | | `Integer.valueOf(int)` | 返回`Integer`对象(可能复用缓存) | `Integer a = Integer.valueOf(100);` | | `intValue()` | 返回基本类型`int` | `int b = a.intValue();` | | `toHexString()` | 转换为十六进制字符串 | `Integer.toHexString(255); // "ff"` | --- #### 3. **注意事项** - **比较操作**:避免使用`==`比较`Integer`对象(需用`equals()`或先拆箱): ```java Integer a = 200, b = 200; System.out.println(a.equals(b)); // true System.out.println(a.intValue() == b.intValue()); // true ``` - **性能优化**:高频使用小整数时,优先使用缓存范围内的值。 ---
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