java中Integer、Long、Short、Byte類型的==比較出現的坑

王二北原創,轉載請標明出處:來自王二北

先看一個現象:

下面代碼會輸出什么?

Integer a = 127;
Integer b = 127;
System.out.println(a==b);
Integer c = 128;
Integer d = 128;
System.out.println(c==d);
Long e = 127l;
Long f = 127l;
System.out.println(e==f);
Long g = 128l;
Long h = 128l;
System.out.println(g==h);

運行結果:

true
false
true
false

為什么?
原因有兩個:java中裝箱和拆箱的真相,以及Integer、Long、Short、Byte類型對應valueOf()方法中使用的緩存。

1、java中的裝箱和拆箱的真相

在介紹java中的裝箱和拆箱的真相之前,先說一下java中的語法糖:
在java中提供了一些語法糖,語法糖是一種語法,它可以方便開發者的使用,避免出現一些錯誤,但是對java編譯運行的性能并沒有太大的提升。

其中基本類型中的裝箱拆箱就是java提供的一種語法糖。
語法糖在javac對java源碼進行編譯時會被解除,用正常的java語法代替。關于javac的過程可以參考我的博客《javac命令的使用和運作原理》

通過javap查看上面這段代碼的反匯編指令(也可以使用gui等反編譯工具查看class飯編譯的java代碼),由于反匯編指令過多,這里只貼出前面Integer復制的四個操作部分的反匯編指令代碼:

 Code:
      stack=3, locals=9, args_size=1
         0: bipush        127
         //所謂的裝箱操作,無法是調用了對于類的valueOf()方法
         2: invokestatic  #2                  // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;
         5: astore_1
         6: bipush        127
         8: invokestatic  #2                  // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;
        11: astore_2
        12: getstatic     #3                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
        15: aload_1
        16: aload_2
        17: if_acmpne     24
        20: iconst_1
        21: goto          25
        24: iconst_0
        25: invokevirtual #4                  // Method java/io/PrintStream.println:(Z)V
        28: sipush        128
        31: invokestatic  #2                  // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;
        34: astore_3
        35: sipush        128
        38: invokestatic  #2                  // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;

通過上面的反匯編指令,可以看出:

Integer a = 127;

在編譯后,實際上被替換成了:

Integer a = Integer.valueOf(127);

實際上,java中基本類型的裝箱操作,都是調用了對應引用類型的ValueOf(x)方法。
比如:

Long e = 127l;
實際上等同于
Long e = Long.valueOf(127l);

而同樣的,拆箱操作,都是調用了對應引用類型對象的xxxValue()方法。
比如:

Long d = 128l;
此時d是一個Long類型的對象。
long dd = d;
拆箱的操作,其實編譯后,等于:
long dd = d.longValue();

通過對java中拆箱和裝箱真相的描述,我們知道了,一起開始例子中

Integer a = 128;
實際上等于
Integer a = Integer.valueOf(128);
而
Long h = 128l;
實際上等同于
Long h = Long.valueOf(128l);
2、Integer、Long、Short、Byte類型對應valueOf()方法中使用的緩存

查看一下Integer.valueOf()的源碼:

   public static Integer valueOf(int i) {
        assert IntegerCache.high >= 127;
        //IntegerCache.low值為-128,IntegerCache.high值為127
        if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
            return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
        return new Integer(i);
    }

看到這,一切就明了了,在Integer中調用其valueOf(x)方法時,如果x值在-128到127之間,那么就會存緩存中獲得Integer對象,也就是說:

Integer a = 127;
Integer b = 127;

變量a和變量b存取的值都是127這個值在IntegerCache.cache中緩存的對象的地址引用。

自然a==b,就是true了。

再者

Integer c = 128;
Integer d = 128;

由于128不在緩存內,會創建一個Integer對象:

 new Integer(i);

也就是說c和d存放的值,是兩個不同對象的地址引用。

自然c==d,就是false了。
你也可以通過配置jvm啟動參數,來修改cache的上限:

-D java.lang.Integer.IntegerCache.high=XXX

比如指定200,則會默認緩存-128~200的整數值。
不僅Integer如此,Long、Short、Byte這三種類型,在調用其valueOf()時也會走緩存,而且都是-128~127之間。

比如:Long.valueOf()的源碼如下:

public static Long valueOf(String s) throws NumberFormatException
{
    return Long.valueOf(parseLong(s, 10));
}
    
public static Long valueOf(long l) {
    final int offset = 128;
    if (l >= -128 && l <= 127) { // will cache
        return LongCache.cache[(int)l + offset];
    }
    return new Long(l);
}

至此,Integer、Long、Short、Byte類型的==比較出現問題的原理已經講完,希望對你有所幫助。

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