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java包装类型缓存简单探究-Integer为例

时间:2024-07-25 20:59:50浏览次数:19  
标签:缓存 java 为例 int valueOf IntegerCache Integer

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包装类型缓存

包装类型缓存是什么
本文以常用的Integer包装类为例做一个探索,感兴趣可以用类似方法查看其他包装类。
我们都知道它会缓存 -128到127之间的整数Integer对象。
结论大伙都知道。那么我们今天就来探究一下底层是怎么做的。

自动装箱与valueOf

我们都知道包装类会使用valueOf()方法自动装箱
Integer a = 10;实质上在编译成class文件后是使用了valueOf()方法生成一个Integer对象
当我想调试进入这个函数发现会直接完成这个语句。而不是进入valueOf
所以就想到了反编译。我们来看看实际的java字节码指令是什么样的

public class IntegerTest {
    public static void main(String[] args) {
        Integer a = 10;
    }
}

上面是执行的程序
我们用javap指令进行反编译拿到字节码指令和汇编代码。
这里我是用idea直接运行了这段代码。
target/classes目录下会生成class文件。

在这里插入图片描述
这就是java的字节码文件,我们使用反编译命令javap
控制台到该class文件目录,javap -c IntegerTest.class 可以生成
-c参数表示对代码进行反汇编。
输出如下:

 Compiled from "IntegerTest.java"
public class IntegerTest {
  public IntegerTest();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: bipush        10          
       2: invokestatic  #2                  // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;
       5: astore_1
       6: return
}

上半部分是默认的构造函数
我们直接看后半部分,我们的main函数
bipush 10,是把我们赋的值压入操作数栈
invokestatic 调用Integer.valueOf(int)方法,将操作数栈顶的int值转换为Integer对象
astore_1表示把刚才的Integer对象存储在局部变量表的索引1位置
我有用javap -v 查看了一下局部变量表
在这里插入图片描述
即把valueOf生产的Integer对象由我们声明的变量引用。

同时我们可以看到中间调用静态方法的注释

// Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;
很明显调用的就是valueOf方法。
我们来看看这个静态方法

public static Integer valueOf(int i) {
        if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
            return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
        return new Integer(i);
    }

这段代码很容易理解
对于大于等于IntegerCache.low小于等于IntegerCache.high的直接使用IntegerCache中的对象
我们来看看这个静态内部类 IntegerCache(不看也无所谓,简单来说就是IntegerCache这个类预置好了缓存的范围,通过静态代码块完成对Integer对象的缓存。默认下限-128,上限127,此范围内的Integer会存放在IntegerCacheInteger数组中)

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() {}
    }

由于类加载是懒加载的,内部类加载与外部类加载没有直接关系,仅在使用到时才加载(创建实例 new,调用其方法,使用该类声明等,这个jvm有严格规范。感兴趣可以搜搜)。
所以当我们Integer直接赋值一个缓存区间内的数,调用valueOf方法时就会去integerCache中获取(触发该类的加载,加载过程中会执行静态代码块,即完成缓存数组中对象的创建)。

PS:
IntegerCache代码中可以看到,缓存区间的下限low是定好的,而上限high则是可以通过虚拟机参数调节的。

感悟

源码的注释里提到,缓存是为了提供性能。
这是一个比较重要的思想。我觉得从中可以抽象出两点。
将常用的东西做一个复用,不去重复创建。
同时也提前把常用的创建好,不用等到用时创建,提高响应速度。
即提前热点缓存和重复对象复用。

结语

之前看过不少文章科普这种基础知识,看过一些源码阅读的文章。
这次自己写一篇也算自己阅读源码了,虽然是比较简单的。

这两天才回家事比较多,没有写博客,今天开始恢复更新。

感谢您的阅读,欢迎批评指正。

标签:缓存,java,为例,int,valueOf,IntegerCache,Integer
From: https://blog.csdn.net/qq_42939279/article/details/140611730

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