摘要

本文先给出一个看似很简单实则有深意的Java笔试面试题，引出JDK内部的缓存。

JDK内部的缓存，主要是为了提高Java程序的性能。

你能答对这道“看似简单，实则有深意”的Java题目？

我们首先来看一个简单的程序：

public class IntCacheDemo {    /**     * 一道经典的Java笔试面试题     */    public static void main(String[] args) {        Integer a = 2013;        Integer b = 2013;        if (a == b) {            System.out.println("a==b");        } else if (a.equals(b)) {            System.out.println("a equals b");        }        Integer c = 24;        Integer d = 24;        if (c == d) {            System.out.println("c==d");        } else if (a.equals(b)) {            System.out.println("c equals d");        }    }}

程序运行结果

a equals b

c==d

解释说明

Integer等包装类型是引用类型，引用类型的对象之间的==比较，是比较2个引用是否指向同一个对象。

因此，a==b不成立，a equals b成立，是很容易理解的。

容易产生误解的是c==d竟然成立，你敢信？

这是因为JDK内部默认会对-128到127之间的整数，进行缓存，2个对象其实是同一个，因此c和d这2个引用指向同一个对象。

JDK内部缓存

    

/**     *缓存，为了支持从-128到127（包含）的自动包装类型的“对象同一性语义”，这是Java语言规范所规定的。     *缓存，在第一次使用的时候初始化。缓存的大小可以通过“-XX:AutoBoxCacheMax=
    
     ”选项控制。     *在VM初始化期间，java.lang.Integer.IntegerCache.high属性可以被设置和保存在私有的系统属性sun.misc.VM class中。     */     /**(担心翻译不够准确，误导大众，特给出英文注释)     * Cache to support the object identity semantics of autoboxing for values     * between -128 and 127 (inclusive) as required by JLS.     *     * The cache is initialized on first usage. The size of the cache may be     * controlled by the -XX:AutoBoxCacheMax=
     
       option. During VM     * initialization, java.lang.Integer.IntegerCache.high property may be set     * and saved in the private system properties in the sun.misc.VM class.     */     // IntegerCache，一个内部类，注意它的属性都是定义为static final       private static class IntegerCache {        //缓存的下界，-128，不可变        static final int low = -128;        //缓存上界，暂为null         static final int high;        //缓存的整型数组           static final Integer cache[];        static {            // 缓存上届，可以通过JVM属性来配置            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);                //最大的数组值是Integer.MAX_VALUE                h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - (-low));            }            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() {        }    }    //128到127之间的是有缓存的    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);    }
     
    

疑问：为什么上界high是可以配置的，而下界low却不能？

类似的内部缓存还有

 

private static class ByteCache {        private ByteCache(){}        static final Byte cache[] = new Byte[-(-128) + 127 + 1];        static {            for(int i = 0; i < cache.length; i++)                cache[i] = new Byte((byte)(i - 128));        }    }

 

private static class ShortCache {        private ShortCache(){}        static final Short cache[] = new Short[-(-128) + 127 + 1];        static {            for(int i = 0; i < cache.length; i++)                cache[i] = new Short((short)(i - 128));        }    }

 

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);        }    }

 

private static class CharacterCache {        private CharacterCache(){}        static final Character cache[] = new Character[127 + 1];        static {            for (int i = 0; i < cache.length; i++)                cache[i] = new Character((char)i);        }    }

更多JDK内部缓存不再一一列出，有兴趣的可以自行查看JDK源码，或者OpenJDK源码。

代码示例

public class AllCacheDemo {    /**     * 演示JDK内部缓存     */    public static void main(String[] args) {        Integer a = 28;        Integer b = 28;        println(a == b);        Byte c = 25;        Byte d = 25;        println(c==d);                Short p=12;        Short q=12;        println(p==q);                Long x=127L;        Long y=127L;        println(x==y);                Character m='M';        Character n='M';        println(m==n);    }        public static void println(Object o){        System.out.println(o);    }}

运行结果

有兴趣的同学，自己去执行下上面的这段程序。

结束语

OpenJDK源码中，包含了IntegerCache、LongCache、ShortCache、ByteCache、CharacterCache等很多类型的内部用的缓存。

这些缓存，对提高Java程序的性能有着很重要的作用。

JDK几乎是一切Java程序的基础，因此OpenJDK源码值得研究和学习。

未来计划

在过年放假之前的3个月中，FansUnion将给大家带来OpenJDK源码研究20+篇系列文章。

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原文参见：