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关于后端:面试题精讲Java包装类缓存机制

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1. 什么是 Java 包装类缓存机制?

Java 中的包装类（Wrapper Class）是为了将根本数据类型转换为对象而存在的。在 Java 中，每个根本数据类型都有对应的包装类，如 Integer、Double 等。

Java 包装类缓存机制指的是，在某些状况下，Java 会对肯定范畴内的包装类对象进行缓存，以进步性能和节俭内存空间。

2. 为什么须要 Java 包装类缓存机制?

应用包装类能够使根本数据类型具备面向对象的个性，同时也不便了在汇合类中存储根本数据类型。然而，因为包装类是对象，相比于根本数据类型，它们占用更多的内存空间。

为了解决这个问题，Java 引入了包装类缓存机制，通过缓存肯定范畴内的包装类对象，缩小反复创建对象的开销，从而进步性能和节俭内存空间。

3. Java 包装类缓存机制的实现原理

Java 包装类缓存机制是通过动态成员变量来实现的。在 Integer、Long、Short、Byte、Character 这五个包装类中，定义了一个动态数组 cache[]，用于缓存罕用的数值。

  • Integer 类：默认缓存了 -128 到 127 之间的整数。
  • Long 类：默认缓存了 -128 到 127 之间的长整数。
  • Short 类：默认缓存了 -128 到 127 之间的短整数。
  • Byte 类：默认缓存了 -128 到 127 之间的字节。
  • Character 类：默认缓存了 0 到 127 之间的字符。

当应用 valueOf()办法创立包装类对象时，会先查看该值是否在缓存范畴内。如果是，则间接返回缓存中的对象；否则，创立一个新的对象并放入缓存中。

4. Java 包装类缓存机制的应用示例

Integer a = Integer.valueOf(100); // 缓存中不存在，创立新对象
Integer b = Integer.valueOf(100); // 缓存中存在，间接返回缓存对象

System.out.println(a == b); // 输入 true，示意 a 和 b 援用同一个对象

上述示例中，通过调用 Integer.valueOf() 办法创立两个 Integer 对象。因为 100 在缓存范畴内，第二次创立时间接返回了缓存中的对象，所以 a 和 b 援用同一个对象，输入后果为 true。

5. Java 包装类缓存机制的长处

  • 进步性能：防止反复创立雷同数值的包装类对象，缩小了内存开销和垃圾回收的压力。
  • 节俭内存空间：对于罕用的数值，在缓存范畴内的包装类对象能够被多个援用共享，缩小了内存占用。

6. Java 包装类缓存机制的毛病

  • 缓存范畴无限：只有在特定范畴内的数值才会被缓存，超出范围依然会创立新对象。
  • 主动装箱和拆箱的性能损耗：主动装箱和拆箱操作可能导致频繁的包装类对象创立和销毁，影响性能。

7. Java 包装类缓存机制的应用注意事项

  • 不要依赖包装类缓存机制进行比拟：因为缓存机制的存在，雷同数值的包装类对象并不一定援用同一个对象。因而，在比拟两个包装类对象时，应该应用 equals()办法而不是 ”==” 运算符。
  • 超出缓存范畴时须要额定留神：当数值超出缓存范畴时，每次调用 valueOf()办法都会创立新的对象，这可能会导致意想不到的后果。

8. 总结

Java 包装类缓存机制通过缓存罕用的包装类对象，进步了性能和节俭了内存空间。它的实现原理是通过动态数组来缓存对象，并在创建对象时先查看是否在缓存范畴内。只管具备肯定的局限性和性能损耗，但在适合的场景下，包装类缓存机制依然是一个有用的优化伎俩。

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