码出高效读书笔记：基本数据类型、包装类型及字符串

1、基本数据类型

基本数据类型是指不可再分的原子数据类型，内存中直接存储此类型的值，通过内存地址即可直接访问到数据，并且此内存区域只能存放这种类型的值。

一般来说Java有8中数据类型，分别为byte、char、short、int、long、float、double、boolean，但是码出高效中多给出了一种基本数据类型，即refvar，这是一种面向对象世界中的引用变量，也叫作引用句柄。

前8种基本数据类型都有对应的包装数据类型，除char的对应包装类名为Character，int为Integer外，其他的6种都是把首字母大写即可。

这8种基本数据类型的默认值、空间占用大小、表示范围及对应的包装类等信息如下表所示：

重点讲一下refvar：

引用分成两种数据类型，即引用变量本身和引用指向的对象。为了强化这两个概念的区分，码出高效中把引用变量成为refvar，而把引用指向的实际对象成为refobj。

refvar是基本的数据类型，默认值是null，存储refobj的首地址，可以直接使用双等号==进行等值判断。而平时使用refvar.hashCode()返回的值，只是对象的某种哈希计算，可能与地址有关。与refvar本身存储的内存单元地址是两回事。作为一个引用变量，不管它是指向包装类、集合类、字符串类还是自定义类，refvar均占用4B空间。注意它与真正对象refobj之间的区别。无论refobj是多么小的对象，最小占用的存储空间是12B（用于存储基本信息，称为对象头），但由于存储空间分配必须是8B的倍数，所以初始分配的空间至少是16B。

一个refvar至多存储一个refobj的首地址，一个refobj可以被多个refvar存储下它的首地址，即一个堆内对象可以被多个refvar引用指向。如果refobj没有被任何refvar指向，那么它迟早会被垃圾回收。而refvar的内存释放，与其他数据类型相似。

2、包装类型

8种基本数据类型都有相应的包装类，因为Java的设计理念是一切皆是对象，在很多情况下，需要以对象的形式操作，比如使用hashCode()获取哈希值，或者getClass()获取类等。包装类的存在解决了基本数据类型无法做到的事情：泛型类型参数、序列化、类型转换、高频区间数据缓存。

高频区间数据缓存非常的重要，我们都知道Integer会缓存-128-127之间的值，对于Integer var=?在-128-127之间的赋值，Integer对象由IntegerCache.cache产生，会复用已有的对象，这个区间的Integer值可以直接使用==进行判断，但是这个区间之外的所有数据都会在堆上产生，并不会复用已有对象，这是一个大问题，因此推荐所有包装类对象之间值的比较，全部使用equals()方法。

除了Float和Double外，其他包装数据类型都会缓存，6个包装类直接赋值时，就是调用对应包装类的静态工厂方法valueOf()，这就是俗称的自动装箱，如下面代码所示：

public class Test{
    public static void main(String[] args){
        //Integer的自动装箱：把一个int型的值直接赋给一个Integer类型的引用，调用的是Integer的valueOf()方法
        Integer integer = 10;

        //Integer的自动拆箱：调用的是Integer的intValue()方法
        int i = integer;
    }
}


//Integer的valueOf()方法源码
@HotSpotIntrinsicCandidate
public static Integer valueof(int i){
       if(i >= IntegerCache.low && i <=IntegerCache.high)
            return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
       return new Integer(i);
}

如上面的源码所示，如果i在缓存区间以内，那么直接返回缓存中的Integer对象，否则就会new一个新对象，要学会合理利用缓存，提升程序的性能。各个包装类的缓存区间如下：

• Boolean：使用静态final变量定义，valueOf()就是返回这两个静态值
• Byte：表示范围是-128-127，全部缓存
• Short：表示范围是-32768-32767，缓存区间是-128-127
• Character：表示范围是0-65535，缓存区间是0-127
• Long：表示范围是[-2^63，2^63-1]，缓存区间是-128-127
• Integer：表示范围是[-2^31，2^31-1]，缓存区间是-128-127，它是唯一一个可以修改缓存区间的包装类，在VM options加入参数-XX:AutoBoxCacheMax=7777，即可设置最大缓存值为7777

码出高效中作者给出了以下几点建议：

1. 所有的POJO类属性必须使用包装数据类型（POJO类简单理解就是不包含业务逻辑，仅仅是用来存储数据的Java类）。
2. RPC方法的返回值和参数必须使用包装数据类型。
3. 所有的局部变量推荐使用基本数据类型。

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看了别人的博客以后我发现还有一点需要注意，请看下面代码：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
         
        Integer a = 1;
        Integer b = 2;
        Integer c = 3;
        Integer d = 3;
        Integer e = 321;
        Integer f = 321;
        Long g = 3L;
        Long h = 2L;
         
        System.out.println(c==d);
        System.out.println(e==f);
        System.out.println(c==(a+b));
        System.out.println(c.equals(a+b));
        System.out.println(g==(a+b));
        System.out.println(g.equals(a+b));
        System.out.println(g.equals(a+h));
    }
}

先想一下输出结果是什么。这里需要注意的是，==两边如果是包装类的引用的话，那么比较的就是这两个引用是否指向同一个对象，如果有一边是表达式运算的话，那么比较的就是数值！另外，对于包装器类型，equals方法并不会进行类型转换。明白了这2点之后，上面的输出结果便一目了然，输出结果如下：

true
false
true
true
true
false
true

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3、字符串

字符串也是常用的数据类型，它在JVM中的地位并不比基本数据类型低，JVM对字符串也做了特殊处理。

字符串相关类型主要有三种：

1. String
2. StringBuffer
3. StringBuilder

String是只读字符串，典型的immutable对象，对它的任何改动，其实都是创建一个新对象，再把引用指向该对象。String对象赋值操作后，会在常量池中进行缓存，如果下次申请创建对象时，缓存中已经存在，则直接返回响应引用给创建者。

StringBuffer则可以在原对象上进行修改，是线程安全的，JDK5中引入的StringBuilder与StringBuffer均继承自AbstractStringBuilder，两个子类的很多方法都是通过“super.方法()”的方式调用抽象父类中的方法，此抽象类在内部与String一样，也是以字符数组的形式存储字符串的。StringBuilder是非线程安全的，把是否需要进行多线程加锁交给工程师决定，操作效率比StringBuffer高。线程安全的对象先产生是因为计算机的发展总是从单线程到多线程，从单机到分布式。

在非基本数据类型的对象中，String是仅支持直接相加操作的对象。这样操作比较方便，但在循环体内，字符串的连接方式应该使用StringBuilder的append()方法进行扩展，像下面这种方式是不推荐的：

String str = "start"
for(int i = 0;i < 100;i++){
    str = str + "hello";
}

此段代码的内部实现逻辑是每次循环都会new一个StringBuilder对象，然后进行append操作，最后通过toString方法返回String对象，不但造成了内存资源浪费，而且性能更差。