详解Java 自动装箱与拆箱的实现原理

发布于 2020-7-4|

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本篇文章主要介绍了详解Java 自动装箱与拆箱的实现原理，小妖觉得挺不错的，现在分享给大家，也给大家做个参考。一起跟随小妖过来看看吧

什么是自动装箱和拆箱自动装箱就是Java自动将原始类型值转换成对应的对象，比如将int的变量转换成Integer对象，这个过程叫做装箱，反之将Integer对象转换成int类型值，这个过程叫做拆箱。因为这里的装箱和拆箱是自动进行的非人为转换，所以就称作为自动装箱和拆箱。原始类型byte, short, char, int, long, float, double 和 boolean 对应的封装类为Byte, Short, Character, Integer, Long, Float, Double, Boolean。下面例子是自动装箱和拆箱带来的疑惑

```java

public class Test {

public static void main(String[] args) {

test();

}

public static void test() {

int i = 40;

int i0 = 40;

Integer i1 = 40;

Integer i2 = 40;

Integer i3 = 0;

Integer i4 = new Integer(40);

Integer i5 = new Integer(40);

Integer i6 = new Integer(0);

Double d1=1.0;

Double d2=1.0;

System.out.println("i=i0\t" + (i == i0));

System.out.println("i1=i2\t" + (i1 == i2));

System.out.println("i1=i2+i3\t" + (i1 == i2 + i3));

System.out.println("i4=i5\t" + (i4 == i5));

System.out.println("i4=i5+i6\t" + (i4 == i5 + i6));

System.out.println("d1=d2\t" + (d1==d2));

System.out.println();

}

}

```

请看下面的输出结果跟你预期的一样吗？输出的结果：

i=i0    true

i1=i2   true

i1=i2+i3    true

i4=i5   false

i4=i5+i6    true

d1=d2 false

为什么会这样？带着疑问继续往下看。自动装箱和拆箱的原理自动装箱时编译器调用valueOf将原始类型值转换成对象，同时自动拆箱时，编译器通过调用类似intValue(),doubleValue()这类的方法将对象转换成原始类型值。明白自动装箱和拆箱的原理后，我们带着上面的疑问进行分析下Integer的自动装箱的实现源码。如下：

```java

public static Integer valueOf(int i) {

//判断i是否在-128和127之间，如果不在此范围，则从IntegerCache中获取包装类的实例。否则new一个新实例

if (i >= IntegerCache.low && i = 127;

}

private IntegerCache() {}

}

```

Integer i1 = 40; 自动装箱，相当于调用了Integer.valueOf(40);方法。

首先判断i值是否在-128和127之间，如果在-128和127之间则直接从IntegerCache.cache缓存中获取指定数字的包装类；不存在则new出一个新的包装类。

IntegerCache内部实现了一个Integer的静态常量数组，在类加载的时候，执行static静态块进行初始化-128到127之间的Integer对象，存放到cache数组中。cache属于常量，存放在java的方法区中。

接着看下面是java8种基本类型的自动装箱代码实现。如下：

```java

//boolean原生类型自动装箱成Boolean

public static Boolean valueOf(boolean b) {

return (b ? TRUE : FALSE);

}

//byte原生类型自动装箱成Byte

public static Byte valueOf(byte b) {

final int offset = 128;

return ByteCache.cache[(int)b + offset];

}

//byte原生类型自动装箱成Byte

public static Short valueOf(short s) {

final int offset = 128;

int sAsInt = s;

if (sAsInt >= -128 && sAsInt = IntegerCache.low && i = -128 && l 通过分析源码发现，只有double和float的自动装箱代码没有使用缓存，每次都是new 新的对象，其它的6种基本类型都使用了缓存策略。

使用缓存策略是因为，缓存的这些对象都是经常使用到的(如字符、-128至127之间的数字)，防止每次自动装箱都创建一此对象的实例。

而double、float是浮点型的，没有特别的热的(经常使用到的)数据的，缓存效果没有其它几种类型使用效率高。下面在看下装箱和拆箱问题解惑。

```java

//1、这个没解释的就是true

System.out.println("i=i0\t" + (i == i0)); //true

//2、int值只要在-128和127之间的自动装箱对象都从缓存中获取的，所以为true

System.out.println("i1=i2\t" + (i1 == i2)); //true

//3、涉及到数字的计算，就必须先拆箱成int再做加法运算，所以不管他们的值是否在-128和127之间，只要数字一样就为true

System.out.println("i1=i2+i3\t" + (i1 == i2 + i3));//true

//比较的是对象内存地址，所以为false

System.out.println("i4=i5\t" + (i4 == i5)); //false

//5、同第3条解释，拆箱做加法运算，对比的是数字，所以为true

System.out.println("i4=i5+i6\t" + (i4 == i5 + i6));//true

//double的装箱操作没有使用缓存，每次都是new Double，所以false

System.out.println("d1=d2\t" + (d1==d2));//false

```