《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。


<center>程序新视界:精彩和成长都不容错过</center>