《Java面试题系列》:对面试题中经典内容进行深刻开掘,剖析源码、汇总原理,造成公众号系列文章,面试与否均可晋升技能。欢送大家继续关注【程序新视界】。本篇为系列第3篇。
面试过程中对于Integer的比拟“==”的问题内容层出不穷,但无论怎么变动,只有理解了其中的底层原理,马上就能够得出答案,再也不必死记硬背考题了。
《阿里巴巴Java开发手册》中有这样一项强制要求:
“所有整形包装类对象之间值的比拟,全副应用equals办法比拟。阐明:对于Integer var= ?在-128到127范畴内的赋值,Integer对象在IntegerCache.cache产生,会复用已有对象,这个区间的Integer值能够间接应用==进行判断,然而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,这是一个大坑,举荐应用equals办法进行判断。”
其实,如果将下面一段话背下来,那么你基本上曾经能够答对百分之五十(跟猜的概率差不多)的面试题了。但如果想理解深层原理和剩下的百分之五十的问题,就咱们就持续往下看。
面试题
先来看一道常见的面试题,对照下面的论断,看看可能答对几项。上面代码中打印后果为true的有几项?
@Testpublic void test2() { Integer i1 = 64; int i2 = 64; Integer i3 = Integer.valueOf(64); Integer i4 = new Integer(64); Integer i5 = 256; Integer i6 = Integer.valueOf(256); System.out.println("A:" + (i1 == i2)); System.out.println("B:" + (i1 == i3)); System.out.println("C:" + (i3 == i4)); System.out.println("D:" + (i2 == i4)); System.out.println("E:" + (i3.equals(i4))); System.out.println("F:" + (i5 == i6));}
执行下面的程序,打印后果为:
A:trueB:trueC:falseD:trueE:trueF:false
只有C和F项打印为false。你是否纳闷为什么i1等于i2,i1等于i3,i2等于i4,都为true,那么依据等号的传递性,i3应该等于i4啊?
为什么i1和i3相等,但i5和i6却不相等呢?
先保留疑难。上面,咱们从int及Integer在JVM中的存储构造来进行剖析。把握了底层存储构造,你会发现无论题面如何变动,都万变不离其宗。
变量在JVM中的存储
在彻底弄清楚上问题之前,咱们先来理解一下根底类型变量、援用类型变量在JVM中的存储。
通常变量分为局部变量和全局(成员)变量。局部变量是申明在办法内的变量;全局变量是申明在类中的成员变量。
根底类型的变量和值在调配的时候是在一起的,都在办法区或栈内存或堆内存。而援用类型的变量和值不肯定在一起。
局部变量存储在办法栈中
当办法被调用时,Java虚拟机都同步创立一个栈帧,局部变量便存储在其中。当办法完结虚构机会开释办法栈,其中申明的变量随着栈帧的销毁而完结。因而,局部变量只能在办法中无效。
此过程中,根底类型和援用类型的存储有所区别:
(1)根本类型:变量和对应的值寄存在JAVA虚拟机的栈中;
(2)援用类型:变量存储在栈中,是一个内存地址,该地址值指向堆中的对象。
栈属于线程公有的空间,局部变量的生命周期和作用域个别都很短,为了进步gc效率,所以没必要放在堆外面。
全局变量存储在堆中
全局变量寄存在堆中,不会随着办法完结而销毁。同样在类中申明的变量也是分为根本类型和援用类型。
(1)根本类型:变量名和值寄存在堆内存中。
(2)援用类型:变量是一个援用地址,该地址指向所援用的对象。此时,变量和对象都在堆中。
举个简略的例子,如下代码:
public class Person { int age = 10; String name = "Tom";}
对应的age和name的存储构造如下图:
联合下面的实践,咱们通过一段代码来剖析一下各种类型所存储的地位。
public class DemoTest { int y; // 变量和值均在堆上 public static void main(String[] args) { int x = 1; // 变量和值调配在栈上 String name = new String("cat"); // 数据在堆上,name变量的指针在栈上 String address = "北京"; // 数据在常量池,属于堆空间,指针在栈上 Integer price = 4; // 包装类型为援用类型,编译时会主动装拆箱,数据在堆上,指针在栈 }}
根底类型的栈内存储
通过下面的实例,根本理解了不同类型的值的内存分配情况。上面咱们重点探讨局部变量。
上面先来看看在同一栈帧中,针对int类型的解决模式。
int a = 3;int b = 3;
上述代码中a和b均为局部变量。假如编译器先解决int a=3,此时会在栈中创立a的援用变量,而后查找栈中是否存在3这个值,如果没有就将3寄存进来,而后将a指向3。
接着解决int b=3,创立完b的援用变量后,同样进行查找。因为在栈中曾经有3这个值,便将b间接指向3。
此时,a与b同时指向3这个值,天然是相等的。
对于根底类型与援用类型的底层比拟,可略微延长一下:对于“==”操作符号,JVM会依据其两边互相比拟的操作数的类型,在编译时生成不同的指令:
(1)对于boolean,byte、short、int、long这种整形操作数会生成if_icmpne指令。该指令用于比拟整形数值是否相等。
(2)如果操作数是对象的话,编译器则会生成if_acmpne指令,与if_icmpne相比将i(int)改成了a(object reference)。
回归正题
学习了下面的底层理论知识,咱们基本上能够得出如下论断:(1)两个int类型比拟,间接应用双等号即可;(2)int的包装类Integer对象比拟时,应用equals进行比拟即可。
但下面的后果只能说E我的项目是正确的。其比拟项还波及到整形的装箱拆箱操作、Integer的缓存。咱们上面逐个剖析。
不同创立模式的比拟
先看Integer的初始化,依据Integer的外部实现,创立Integer有三种,别离是:
Integer a = new Integer(1); //创立新的类Integer b = Integer.valueOf(2); Integer c = 3; //主动包装,会调用valueOf办法
其中间接赋值底层会调用valueOf办法进行操作的,因而这两种操作成果是一样的。
因为通过new和valueOf创立的是齐全两个对象,那么针对题目中的C项,间接比拟两个对象的援用必定是不相等的,因而后果为false。但B项为什么为true呢?前面咱们会讲到。
比拟中的拆箱
在题目中,咱们发现A、D都为true,而且它们的比拟格局都是根底类型与包装类型的比照。
针对这种模式的比照,包装类型会进行主动拆箱,变成根底类型(int)。很显然,后果是相等的。
Integer的缓存
为什么i1和i3相等,但i5和i6却不相等呢?对应题目中的B和G项。这里就波及到Integer的缓存机制。
咱们下面曾经晓得,Integer间接赋值和valueOf是等效的,那先看一下valueOf及相干的办法。
public static Integer valueOf(int i) { if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high) return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)]; return new Integer(i);}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() {} }
valueOf办法判断数字是否大于low(-128)并且小于high(127),如果满足条件,则间接从IntegerCache中返回对应数字。
IntegerCache用于存储一些罕用的数,避免反复创立,在Integer类装入内存时通过动态代码进行初始化。
所以只有是用valueOf或者Integer间接赋值的形式创立的对象,其值小于127且大于-128的,无论对其进行==比拟还是equals 比拟,都是true。
下面的源码及原理也解释了阿里Java开发手册中所阐明的起因。
为什么equals能够躲避问题
对于不满足-128到127范畴的数,无论通过什么形式创立,都会创立一个新的对象,只能通过equals进行比拟。接下来咱们再看看equals办法。
public boolean equals(Object obj) { if (obj instanceof Integer) { return value == ((Integer)obj).intValue(); } return false;}
equals实现比较简单,先比拟类型是否统一,如果不统一,间接返回false;否则,再比拟两者的值,雷同则返回true。
小结
对于Integer的比拟外围点有以下三点:援用对象的存储构造、Integer的缓存机制、主动装箱与拆箱。
Integer在==运算时,总结一下:
(1)如果==两端有一个是根底类型(int),则会产生主动拆箱操作,这时比拟的是值。
(2)如果==两端都是包装类型(Integer),则不会主动拆箱,首先会面临缓存问题,即使在缓存范畴内的数据还会再次面临创立形式的问题,因而强烈建议应用equals办法进行比拟。
如果感觉文章写的还不错,就关注一下。下篇文章,咱们来讲讲equals和hashcode办法的重写底层逻辑。
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