Integer类的缓存机制

一、Integer类的缓存机制

我们查看Integer的源码，就会发现里面有个静态内部类。

    public static Integer valueOf(int i) {
        assert IntegerCache.high >= 127;
        //当前值在缓存数组区间段，则直接返回该缓存值
        if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
            return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
        //否则创建新的Integer实例
        return new Integer(i);
    }
    
    private static class IntegerCache {
        static final int low = -128;
        static final int high;
        static final Integer cache[];

        //IntegerCache初始化时，缓存数值为-128-127的Integer实例(默认是从-128到127)。
        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;
            //填充缓存数组
            for(int k = 0; k < cache.length; k++)
                cache[k] = new Integer(j++);
        }

        private IntegerCache() {}
    }

该类的作用是将数值等于-128-127(默认)区间的Integer实例缓存到cache数组中。通过valueOf()方法很明显发现，当再次创建值在-128-127区间的Integer实例时，会复用缓存中的实例，也就是直接指向缓存中的Integer实例。

(注意：这里的创建不包括用new创建，new创建对象不会复用缓存实例，通过情景3的运行结果就可以得知)

二、其它具有缓存机制的类

实际上不仅仅Integer具有缓存机制，Byte、Short、Long、Character都具有缓存机制。来看看Long类中的缓存类

    private static class LongCache {
        private LongCache(){}

        static final Long cache[] = new Long[-(-128) + 127 + 1];

        static {
            for(int i = 0; i < cache.length; i++)
                cache[i] = new Long(i - 128);
        }
    }

ByteCache用于缓存Byte对象，ShortCache用于缓存Short对象，LongCache用于缓存Long对象，CharacterCache用于缓存Character对象。这些类都有缓存的范围，其中Byte，Short，Integer，Long为 -128 到 127，Character范围为 0 到 127。除了 Integer 可以通过参数改变范围外，其它的都不行。

面试题

面试题1：

    //情景1
    Integer c = 128;
    Integer d = 128;
    System.out.println(c == d);//false

    //情景2
    Integer a = 1;
    Integer b = 1;
    System.out.println(a == b);//true。b.intValue()

    //情景3
    Integer e = new Integer(1);
    Integer f = new Integer(1);
    System.out.println(e == f);//false

面试题2：

    //情景4
    int a = 1;
    Integer b = Integer.valueOf(1);
    Integer c = new Integer(1);

    System.out.println(a == b);//true
    System.out.println(a == c);//true

分析：a是基本类型，b和c是引用类型，两者进行比较时有一个拆箱的过程，也就是会默认调用b和c的intValue()方法。

//拆箱
public int intValue() {
    return value;
}

最终比较的是基本类型的值，自然是相等的。

面试题3：

//代码来源于《深入理解Java虚拟机》第4章4.3.1 P121。
public class SynAddRunnable implements Runnable {

    int a, b;

    public SynAddRunnable(int a, int b) {
        this.a = a;
        this.b = b;
    }

    @Override
    public void run() {
        synchronized (Integer.valueOf(a)) {
            synchronized (Integer.valueOf(b)) {
                System.out.println(a + b);
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            new Thread(new SynAddRunnable(1, 2)).start();
            new Thread(new SynAddRunnable(2, 1)).start();
        }
    }
}

上面这段程序会发生死锁。造成死锁的原因：[-128，127]之间的数字会被缓存，而Integer.valueOf()会返回缓存的对象。因此代码中200次for循环实际上总共只创建了两个对象，当线程A持有Integer.valueOf(1)时，如果线程B持有Integer.valueOf(2)，则就会出现死锁，属于动态锁顺序死锁。

总结

1.具有缓存机制的类？

Byte、Short、Integer、Long、Character都具有缓存机制。缓存工作都是在静态块中完成，在类生命周期（loading verify prepare resolving initial using unload）的初始化阶段执行。

2.缓存范围？

Byte，Short，Integer，Long为 -128 到 127

Character范围为 0 到 127

除了Integer可以指定缓存范围，其它类都不行。Integer的缓存上界high可以通过jvm参数-XX:AutoBoxCacheMax=size指定，取指定值与127的最大值并且不超过Integer表示范围，而下界low不能指定，只能为-128。