Integer的缓存池

Java中Integer的缓存池是为了提升性能和节省内存,因为根据实践发现其实大部分的数据操作都在比较小的范围内,因此缓存这些对象可以减少内存分配和垃圾回收的负担,提升性能。Java中换缓存这些值的范围为:-128~127

所以对于值在-128~127范围内的int类型,在自动装箱时会直接返回已经缓存的Integer对象,而不是新创建一个Integer对象。下面我们可以来验证一下,由于在这个范围内的整数都是用的是同一个缓存对象,而使用 == 比较的则是他们的地址值,如果他们是同一个缓存对象,使用==肯定是相等的

Integer num = 0;
Integer num2 = 0;
System.out.println(num == num2); //输出为true


Integer num = 128;
Integer num2 = 128;
System.out.println(num == num2); //输出为false


Integer num = 128;
Integer num2 = 128;
System.out.println(num.equals(num2));//输出为true

随着技术发展,有可能这个范围对于一些业务并不友好,所以在Java8之后,可用通过调整JVM参数-XX:AutoBoxCacheMax = size来调整缓存池的上限,如java -XX:AutoBoxCacheMax=300,这样范围就变为了-128-300

Java是在什么时候从缓存池中取的呢,其实在自动装箱时执行的就是Integer.valueOf(),所以在这个方法中会执行相应的缓存等一系列操作

其他类型的换成机制

Long,Short,Byte这三种类型缓存范围也是-128-127

Float和Double没有,因为小数太多了

Character缓存范围是\u0000到\u007F(即0-127,代表ASCII字符集)

Boolean只换成true和false

### Java 基本数据类型缓存池的实现原理及使用机制 Java 中的基本数据类型(如 `int`、`byte`、`short`、`char` 等)都有对应的包装类(如 `Integer`、`Byte`、`Short`、`Character` 等)。为了提高性能和减少对象创建的开销,Java 在自动装箱(autoboxing)过程中引入了缓存池机制。这些缓存池存储了常用数值的包装类实例,使得在这些范围内的数值可以直接复用已有的对象,而不是每次都创建新的对象。 #### Integer 缓存池的实现原理 `Integer` 类的缓存池由 `IntegerCache` 类实现,其范围默认为 -128 到 127。该缓存池的实现基于静态代码块,在 `Integer` 类首次加载时初始化[^3]。 ```java 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 = Integer.parseInt(integerCacheHighPropValue); i = Math.max(i, 127); h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - (-low) - 1); } catch (NumberFormatException nfe) { // 忽略无效配置 } } high = h; cache = new Integer[(high - low) + 1]; int j = low; for (int k = 0; k < cache.length; k++) { cache[k] = new Integer(j++); } assert IntegerCache.high >= 127; } ``` 该机制允许通过 JVM 启动参数 `-XX:AutoBoxCacheMax=` 来调整缓存池的上限值,从而适应不同的性能需求。 #### Boolean 缓存池 `Boolean` 类型的缓存池较为简单,只包含两个实例:`TRUE` 和 `FALSE`。这两个实例在类加载时就被创建并缓存,因此在自动装箱时可以直接复用,无需重复创建对象。 #### Byte 缓存池 `Byte` 类型的缓存池范围是固定的,从 -128 到 127。由于 `byte` 的取值范围本身就限制在 -128 到 127,所以整个范围都被缓存,自动装箱时可以直接返回缓存中的对象。 #### Short 缓存池 `Short` 类型的缓存池范围同样是 -128 到 127。虽然 `short` 的取值范围是 -32768 到 32767,但 Java缓存了这一部分常用数值[^2]。 #### Character 缓存池 `Character` 类型的缓存池范围是 `\u0000` 到 `\u007F`,即 ASCII 字符集的范围。这一范围内的字符在自动装箱时可以直接从缓存中获取,避免重复创建对象。 #### 使用机制 在 Java 中,当使用自动装箱(如 `Integer i = 100;`)时,`Integer.valueOf(int)` 方法会被调用,该方法内部会检查传入的值是否在缓存范围内。如果是,则直接返回缓存池中的对象;否则,新建一个 `Integer` 实例[^5]。 ```java public static Integer valueOf(int i) { if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high) { return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)]; } return new Integer(i); } ``` 类似地,`Byte.valueOf(byte)`、`Short.valueOf(short)`、`Character.valueOf(char)` 等方法也遵循类似的缓存逻辑。 #### 示例代码 ```java Integer a = 100; Integer b = 100; System.out.println(a == b); // 输出 true,因为 100 在缓存池范围内 Integer c = 200; Integer d = 200; System.out.println(c == d); // 输出 false,因为 200 超出默认缓存池范围 ``` #### 总结 Java 的基本数据类型缓存池机制通过减少对象创建的次数来提高性能,尤其在频繁使用的小范围数值上效果显著。理解这一机制有助于编写更高效的代码,尤其是在处理大量自动装箱操作时。 ---
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