浅析Java中的装箱和拆箱

毕业了，辞了成都的工作到深圳重新开始找，笔试时发现蛮多题考装箱拆箱知识的，这里简单总结一下。

什么是装箱和拆箱

要想弄懂这两个概念，首先要明白，Java中有基本类型和包装类型之分。
基本类型：int 、char、float 、double等
包装类型：Integer、String、Float、Double等

装箱就是把基本类型转换为对应的包装类型
拆箱就是把包装类型转换为基本类型

public class Test {    public static void main(String[] args) {                Integer a=10;   //装箱        int b=a;    //拆箱    }}

实现原理

我们反编译下上面的代码：

从2:和7:可以看出，Integer这个包装类，装箱和拆箱时分别用了valueOf()和intValue()这两个方法。

即上面的代码可以表示为：

public class Test {    public static void main(String[] args) {                Integer a=Integer.valueOf(10);    //装箱        int b =a.intValue();    //拆箱    }}

笔试题

除了Integer，Float、Double等其余包装类也都是使用valueOf()进行装箱，xxxValue()进行拆箱。
接下来，我们来点笔试题，来进一步了解”装箱拆箱”的细节。

1. Integer类型的缓存内部类

public class Test {    public static void main(String[] args) {                Integer a1=100;        Integer a2=100;        Integer b1=200;        Integer b2=200;        Integer c1=new Integer(100);        Integer c2=new Integer(100);        System.out.println(a1==a2);        System.out.println(b1==b2);        System.out.println(c1==c2);    }}

输出结果是：

true
false
false

c1==c2为false因为内存地址不一样，那a1==a2为true、b1==b2却为false是怎么回事？

这里很容易迷惑，若装箱后生成的Integer类型全为重新new的对象，那比较时应为false，但为何比较100时为true呢?

答案是Integer的缓存机制。类似于String的字符串池一样，为了提高Integer的内存利用率，Integer类中有一个静态内部类IntegerCache。里面已经创建了-128~127的Integer对象。
所以装箱的-128~127的Integer指向的为同一个已经创建好的Integer对象。

我们看看源码就清楚了：
[-128，127]范围内的，直接返回的Integer内部缓存类中的“固定”对象，而超过了则重新创建。

public static Integer valueOf(int i) {        assert IntegerCache.high >= 127;        if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)            return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];        return new Integer(i);    }

接下来是Integer缓存类源码，其实就是Integer的静态内部类：

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) {                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);            }            high = h;            cache = new Integer[(high - low) + 1];            int j = low;            for(int k = 0; k < cache.length; k++)                cache[k] = new Integer(j++);        }        private IntegerCache() {}    }

2. 运算符对装拆箱的影响

我们再来通过一段代码了解运算符对装拆箱的影响

        Integer a=1;        Integer b=2;        Long c=2L;        Integer d=new Integer(1);        Integer e=new Integer(2);        System.out.println(b.equals(c));        System.out.println(d==e);        System.out.println(3L==a+b);        System.out.println(e==1+new Integer(1));

输出结果是：

false
false
true
true

这段代码的结果说明如下几个知识点：

• 包装类的equals方法只比较同类型的类
  不同的类即使数值相等也会返回false。所以b.equals(c)会输出false。以Long的equals方法源码为例：

  public boolean equals(Object obj) {        if (obj instanceof Long) {            return value == ((Long)obj).longValue();        }        return false;    }

• “+-*/”运算符会触发包装类的拆箱，“==”对于非对象比较数值
  对于3l==a+b，首先a和b会进行拆箱，然后相加，然后提升类型，进行数值比较，结果为true。
  对于d==e，由于比较的是两个对象，所以比较地址，为false。
  对于e==1+new Integer(1),先是右边拆箱，相加，此时由于“==”比较的是数值与对象，所以对象会进行拆箱，最后比较数值，为true。

如果有疑问，可以自己反编译下，结果会很清晰。

3. 其余包装类的装拆箱

再简单补充下其余包装类装拆箱的特点

1. Integer、Short、Byte、Character、Long这几个类的valueOf方法的实现是类似的。它们都有对应的[-128，127]的缓存内部类。
2. Double、Float的valueOf方法的实现是类似的。没有缓存内部类。仔细想一下也会知道为什么，[-128，127]区间内的浮点数数目是无穷的，无法缓存下来提高效率。
3. Boolean比较特别，它的TRUE和FALSE其实是两个final的静态成员变量。所以valueOf方法返回的总是这两个变量。

用代码来验证一下：

        Long a=50L;        Long b=50L;        Long aa=500L;        Long bb=500L;           System.out.println(a==b);        System.out.println(aa==bb);        System.out.println("---------分割线---------");        Double c=50.5;        Double d=50.5;        Double cc=500.5;        Double dd=500.5;        System.out.println(c==d);        System.out.println(cc==dd);        System.out.println("---------分割线---------");        Boolean e=true;        boolean f=true;        System.out.println(e==f);

输出结果：

true
false
———分割线———
false
false
———分割线———
true

本文部分内容参照如下文章作的总结：
深入剖析Java中的装箱和拆箱