面試題系列第3篇：Integer等號判斷的內幕，你可能不知道？

《Java面試題系列》：對面試題中經典內容進行深入挖掘，分析原始碼、匯總原理，形成公眾號系列文章，面試與否均可提升技能，歡迎大家持續關注【程式新視界】，本篇為系列第3篇，

面試程序中關于Integer的比較“==”的問題內容層出不窮，但無論怎么變化，只要了解了其中的底層原理，馬上就可以得出答案，再也不用死記硬背考題了，

《阿里巴巴Java開發手冊》中有這樣一項強制要求：

“所有整形包裝類物件之間值的比較，全部使用equals方法比較，說明：對于Integer var= ？在-128到127范圍內的賦值，Integer物件在IntegerCache.cache產生，會復用已有物件，這個區間的Integer值可以直接使用==進行判斷，但是這個區間之外的所有資料都會在堆上產生，并不會復用已有物件，這是一個大坑，推薦使用equals方法進行判斷，”

其實，如果將上面一段話背下來，那么你基本上已經可以答對百分之五十（跟猜的概率差不多）的面試題了，但如果想了解深層原理和剩下的百分之五十的問題，就咱們就繼續往下看，

面試題

先來看一道常見的面試題，對照上面的結論，看看能夠答對幾項，下面代碼中列印結果為true的有幾項？

@Test
public void test2() {
	Integer i1 = 64;
	int i2 = 64;

	Integer i3 = Integer.valueOf(64);
	Integer i4 = new Integer(64);

	Integer i5 = 256;
	Integer i6 = Integer.valueOf(256);

	System.out.println("A：" + (i1 == i2));
	System.out.println("B：" + (i1 == i3));
	System.out.println("C：" + (i3 == i4));
	System.out.println("D：" + (i2 == i4));
	System.out.println("E：" + (i3.equals(i4)));
	System.out.println("F：" + (i5 == i6));
}

執行上面的程式，列印結果為：

A：true
B：true
C：false
D：true
E：true
F：false

只有C和F項列印為false，你是否疑惑為什么i1等于i2，i1等于i3，i2等于i4，都為true，那么根據等號的傳遞性，i3應該等于i4啊？

為什么i1和i3相等，但i5和i6卻不相等呢？

先保留疑問，下面，我們從int及Integer在JVM中的存盤結構來進行分析，掌握了底層存盤結構，你會發現無論題面如何變化，都萬變不離其宗，

變數在JVM中的存盤

在徹底弄清楚上問題之前，我們先來了解一下基礎型別變數、參考型別變數在JVM中的存盤，

通常變數分為區域變數和全域（成員）變數，區域變數是宣告在方法內的變數；全域變數是宣告在類中的成員變數，

基礎型別的變數和值在分配的時候是在一起的，都在方法區或堆疊記憶體或堆記憶體，而參考型別的變數和值不一定在一起，

區域變數存盤在方法堆疊中

當方法被呼叫時，Java虛擬機都同步創建一個堆疊幀，區域變數便存盤在其中，當方法結束虛擬機會釋放方法堆疊，其中宣告的變數隨著堆疊幀的銷毀而結束，因此，區域變數只能在方法中有效，

此程序中，基礎型別和參考型別的存盤有所區別：

（1）基本型別：變數和對應的值存放在JAVA虛擬機的堆疊中；

（2）參考型別：變數存盤在堆疊中，是一個記憶體地址，該地址值指向堆中的物件，

堆疊屬于執行緒私有的空間，區域變數的生命周期和作用域一般都很短，為了提高gc效率，所以沒必要放在堆里面，

全域變數存盤在堆中

全域變數存放在堆中，不會隨著方法結束而銷毀，同樣在類中宣告的變數也是分為基本型別和參考型別，

（1）基本型別：變數名和值存放在堆記憶體中，

（2）參考型別：變數是一個參考地址，該地址指向所參考的物件，此時，變數和物件都在堆中，

舉個簡單的例子，如下代碼：

public class Person {
	int age = 10;
	String name = "Tom";
}

對應的age和name的存盤結構如下圖：

結合上面的理論，我們通過一段代碼來分析一下各種型別所存盤的位置，

public class DemoTest {

 int y; // 變數和值均在堆上
 
 public static void main(String[] args) {

     int x = 1; // 變數和值分配在堆疊上
     
     String name = new String("cat"); // 資料在堆上，name變數的指標在堆疊上
     
     String address = "北京"; // 資料在常量池，屬于堆空間，指標在堆疊上
     
     Integer price = 4; // 包裝型別為參考型別，編譯時會自動裝拆箱，資料在堆上，指標在堆疊
 }
}

基礎型別的堆疊記憶體儲

通過上面的實體，基本了解了不同型別的值的記憶體分配情況，下面我們重點討論區域變數，

下面先來看看在同一堆疊幀中，針對int型別的處理模式，

int a = 3;
int b = 3；

上述代碼中a和b均為區域變數，假設編譯器先處理int a=3，此時會在堆疊中創建a的參考變數，然后查找堆疊中是否存在3這個值，如果沒有就將3存放進來，然后將a指向3，

接著處理int b=3，創建完b的參考變數后，同樣進行查找，因為在堆疊中已經有3這個值，便將b直接指向3，

此時，a與b同時指向3這個值，自然是相等的，

關于基礎型別與參考型別的底層比較，可稍微延伸一下：對于“==”運算子號，JVM會根據其兩邊相互比較的運算元的型別，在編譯時生成不同的指令：

（1）對于boolean，byte、short、int、long這種整形運算元會生成if_icmpne指令，該指令用于比較整形數值是否相等，

（2）如果運算元是物件的話，編譯器則會生成if_acmpne指令，與if_icmpne相比將i(int)改成了a(object reference)，

回歸正題

學習了上面的底層理論知識，我們基本上可以得出如下結論：（1）兩個int型別比較，直接使用雙等號即可；（2）int的包裝類Integer物件比較時，使用equals進行比較即可，

但上面的結果只能說E專案是正確的，其比較項還涉及到整形的裝箱拆箱操作、Integer的快取，我們下面逐一分析，

不同創建形式的比較

先看Integer的初始化，根據Integer的內部實作，創建Integer有三種，分別是：

Integer a = new Integer(1); //創建新的類

Integer b = Integer.valueOf(2);  

Integer c = 3; //自動包裝，會呼叫valueOf方法

其中直接賦值底層會呼叫valueOf方法進行操作的，因此這兩種操作效果是一樣的，

因為通過new和valueOf創建的是完全兩個物件，那么針對題目中的C項，直接比較兩個物件的參考肯定是不相等的，因此結果為false，但B項為什么為true呢？后面我們會講到，

比較中的拆箱

在題目中，我們發現A、D都為true，而且它們的比較格式都是基礎型別與包裝型別的對比，

針對這種形式的對比，包裝型別會進行自動拆箱，變成基礎型別（int），很顯然，結果是相等的，

Integer的快取

為什么i1和i3相等，但i5和i6卻不相等呢？對應題目中的B和G項，這里就涉及到Integer的快取機制，

我們上面已經知道，Integer直接賦值和valueOf是等效的，那先看一下valueOf及相關的方法，

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

private static class IntegerCache {
        static final int low = -128;
        static final int high;
        static final Integer cache[];

        static {
            // high value may be configured by property
            int h = 127;
            String integerCacheHighPropValue =
                https://www.cnblogs.com/secbro/p/sun.misc.VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high");
            if (integerCacheHighPropValue != null) {
                try {
                    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);
                } catch( NumberFormatException nfe) {
                    // If the property cannot be parsed into an int, ignore it.
                }
            }
            high = h;

            cache = new Integer[(high - low) + 1];
            int j = low;
            for(int k = 0; k < cache.length; k++)
                cache[k] = new Integer(j++);

            // range [-128, 127] must be interned (JLS7 5.1.7)
            assert IntegerCache.high >= 127;
        }

        private IntegerCache() {}
    }

valueOf方法判斷數字是否大于low（-128）并且小于high（127），如果滿足條件，則直接從IntegerCache中回傳對應數字，

IntegerCache用于存盤一些常用的數，防止重復創建，在Integer類裝入記憶體時通過靜態代碼進行初始化，

所以只要是用valueOf或者Integer直接賦值的方式創建的物件，其值小于127且大于-128的，無論對其進行==比較還是equals 比較，都是true，

上面的原始碼及原理也解釋了阿里Java開發手冊中所說明的原因，

為什么equals可以規避問題

對于不滿足-128到127范圍的數，無論通過什么方式創建，都會創建一個新的物件，只能通過equals進行比較，接下來我們再看看equals方法，

public boolean equals(Object obj) {
    if (obj instanceof Integer) {
        return value =https://www.cnblogs.com/secbro/p/= ((Integer)obj).intValue();
    }
    return false;
}

equals實作比較簡單，先比較型別是否一致，如果不一致，直接回傳false；否則，再比較兩者的值，相同則回傳true，

小結

關于Integer的比較核心點有以下三點：參考物件的存盤結構、Integer的快取機制、自動裝箱與拆箱，

Integer在==運算時，總結一下：

（1）如果==兩端有一個是基礎型別(int)，則會發生自動拆箱操作，這時比較的是值，

（2）如果==兩端都是包裝型別(Integer)，則不會自動拆箱，首先會面臨快取問題，即便在快取范圍內的資料還會再次面臨創建方式的問題，因此強烈建議使用equals方法進行比較，

如果覺得文章寫的還不錯，就關注一下，下篇文章，我們來講講equals和hashcode方法的重寫底層邏輯，

標籤：Java

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