问题

26. Integer.valueOf(127) 和 Integer.valueOf(128) 有什么区别？

标准答案

Integer.valueOf(127) 和 Integer.valueOf(128) 之间的区别在于，Integer.valueOf() 方法对于小于等于 127 的整数会返回缓存中的对象，而对于大于 127 的整数则会创建新的 Integer 对象。Java 在 Integer.valueOf() 方法中缓存了从 -128 到 127 的所有 Integer 对象，避免频繁创建新的对象，从而提高性能。

答案解析

核心原理：

Integer.valueOf() 方法是用于将给定的整数值转换为 Integer 对象。在 Java 中，Integer 类使用了缓存机制来优化性能。具体来说，Integer 对象的缓存范围默认是 -128 到 127。这是因为 Java 认为在这个范围内的整数在许多应用场景中会频繁使用，缓存这些对象可以减少对象的创建开销。

1. 缓存机制的实现：

   • 范围 -128 到 127：Java 默认在 Integer 类中为从 -128 到 127 之间的整数创建了一个缓存池。当你调用 Integer.valueOf() 方法时，如果传入的参数在缓存范围内，方法会直接返回缓存中的 Integer 对象，而不会创建新的对象。这种机制通过 IntegerCache 类实现。
   • 超出缓存范围：对于大于 127 或小于 -128 的整数，Integer.valueOf() 方法会创建一个新的 Integer 对象。这是因为这些值的使用频率较低，缓存的成本不值得。

2. 为什么使用缓存？：

   • 性能优化：频繁创建对象会增加 GC 的负担和内存的使用。通过缓存常用的 Integer 值，避免了不必要的对象创建，从而减少了内存消耗和性能开销。
   • 对象共享：对于缓存范围内的整数，无论何时何地使用该值，都会得到同一个对象引用，这有助于节省内存并确保一致性。

3. Integer.valueOf() 方法实现：

   public static Integer valueOf(int i) {
       if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high) {
           return IntegerCache.cache[i + 128];  // 返回缓存中的对象
       }
       return new Integer(i);  // 超出缓存范围，创建新的 Integer 对象
   }
   

   这里的 IntegerCache.low 和 IntegerCache.high 表示缓存的最小值和最大值，IntegerCache.cache 是存储整数缓存的数组。

常见错误：

1. 忽视缓存机制：很多开发者可能没有意识到缓存机制的存在，因此可能错误地认为 Integer.valueOf(127) 和 Integer.valueOf(128) 会返回不同的对象。这是因为只有 Integer.valueOf(128) 会创建一个新的对象，而 Integer.valueOf(127) 返回的是缓存中的对象。

2. 对象比较错误：当开发者错误地将 == 用于比较 Integer 对象时，可能会得到意外的结果。特别是在缓存范围内，Integer 对象是共享的，使用 == 比较时会返回 true；而超出缓存范围时，== 比较会返回 false，因为它们是不同的对象。

最佳实践：

1. 使用 Integer.valueOf() 而不是 new Integer()：Integer.valueOf() 方法利用了缓存机制，是性能更好的选择。避免直接使用 new Integer() 来创建 Integer 对象，这样既浪费内存，也避免了对象的共享。

2. 对象比较时使用 equals()：在比较 Integer 对象时，应使用 equals() 方法，而不是 ==。尽管在缓存范围内 == 可以正常工作，但在超出缓存范围时会导致错误的比较结果。

3. 理解缓存的范围：当需要频繁处理大量的整数时，了解 Integer.valueOf() 的缓存机制可以帮助开发者理解性能差异，并做出适当的优化决策。

性能优化：

1. 避免创建不必要的对象：尽量避免使用 new Integer() 创建整数对象，改为使用 Integer.valueOf()。这样可以充分利用缓存机制，提高性能。

2. 缓存策略：如果应用场景需要频繁处理大范围整数，可以考虑自己实现一个更广泛的缓存策略，或者使用 Integer.valueOf() 提供的默认缓存。

深入追问

🔹 IntegerCache 为什么选择 -128 到 127 作为缓存范围？这个范围如何优化性能？ 🔹 在多线程环境中，Integer.valueOf() 会不会引发线程安全问题？ 🔹 除了 Integer，其他包装类（如 Byte、Short、Long）是否也有类似的缓存机制？

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