Java中包装类的缓存机制详细讲解_Java

java中包装类的缓存机制是为了提升性能、减少重复对象创建，其中以integer的缓存最为典型。下面分三部分详细讲解：

一、integer的缓存机制（重点）

integer的缓存机制由integercache内部类实现，核心逻辑是：预先创建并缓存一定范围的integer对象，当需要使用该范围的整数时，直接返回缓存中的实例，而非新创建对象。

1. 缓存范围

默认情况下，缓存范围是 -128 ~ 127（java规范强制要求）。

这个范围是最常用的整数区间（如年龄、索引等），缓存后可大幅减少对象创建开销。
可以通过jvm参数xx:autoboxcachemax=<size>调整上限（仅对127以上有效，下限-128固定），但不推荐（破坏规范一致性）。

2. 触发场景

缓存仅在自动装箱（基本类型→包装类）或调用integer.valueof(int) 时生效，直接new integer(int)会强制创建新对象（不使用缓存）。

代码示例：

public class integercachedemo {
    public static void main(string[] args) {
        // 自动装箱（触发缓存）
        integer a = 127;
        integer b = 127;
        system.out.println(a == b); // true（同一缓存对象）

        // 超过缓存范围
        integer c = 128;
        integer d = 128;
        system.out.println(c == d); // false（新对象）

        // 显式调用valueof（触发缓存）
        integer e = integer.valueof(127);
        integer f = integer.valueof(127);
        system.out.println(e == f); // true

        // new关键字（不触发缓存，强制新建）
        integer g = new integer(127);
        integer h = new integer(127);
        system.out.println(g == h); // false（不同对象）
    }
}

二、其他基本类型包装类的缓存机制

除integer外，部分包装类也有缓存机制，但范围和实现略有不同，总结如下：

包装类	缓存范围	说明
`byte`	-128 ~ 127	全部缓存（因byte取值范围仅为-128~127）
`short`	-128 ~ 127	固定范围，不可调整
`long`	-128 ~ 127	固定范围，不可调整
`character`	0 ~ 127	对应ascii字符（常用字符）
`boolean`	`true` 和 `false`	仅缓存两个静态实例（`boolean.true`/`false`）
`float`	无缓存	浮点型取值范围太广，缓存无意义
`double`	无缓存	同上

代码示例（其他包装类）：

// byte缓存（全部范围）
byte b1 = 127;
byte b2 = 127;
system.out.println(b1 == b2); // true（缓存）

// character缓存（0~127）
character c1 = 'a'; // ascii码97，在缓存范围
character c2 = 'a';
system.out.println(c1 == c2); // true

character c3 = '中'; // unicode码20013，超出缓存
character c4 = '中';
system.out.println(c3 == c4); // false

// boolean缓存
boolean bool1 = true;
boolean bool2 = true;
system.out.println(bool1 == bool2); // true（同一实例）

三、包装类 vs 基本数据类型：使用场景对比

选择的核心依据是：是否需要“对象特性”或“null值”。

1. 优先用基本数据类型的场景

局部变量/方法参数：用于临时计算（如循环计数、数值运算），存储在栈内存，访问速度快，无额外对象开销。
性能敏感场景：如高频次计算、大数据量处理（避免自动装箱/拆箱的性能损耗）。
明确不需要null值：基本类型不能为null，可避免nullpointerexception（如年龄、分数等必然有值的场景）。

示例：

// 局部变量用基本类型（高效）
int count = 0;
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
    count += i; // 基本类型运算效率高
}

2. 必须用包装类的场景

集合框架：集合（如arraylist、hashmap）只能存储对象，不能直接存基本类型（需用包装类）。示例：list<integer> list = new arraylist<>();（不能写list<int>）。
泛型：泛型参数必须是对象类型（如class myclass<t>，t不能是int，只能是integer）。
需要表示“无值”状态：如数据库查询结果可能为null（用integer的null表示“未查询到”，而int无法表示）。
反射/序列化：反射中方法参数、字段类型需用包装类（如field.gettype()返回包装类类型）；序列化时对象才能被传输。
工具类方法参数：如integer.parseint(string)、objects.equals()等，需传入包装类或依赖对象方法。

3. 注意事项

自动装箱/拆箱的坑：频繁装箱拆箱会产生额外对象（如list<integer>中添加int会自动装箱），可能导致性能问题（可考虑trove等专门的基本类型集合库优化）。
==与equals：包装类用==比较的是对象地址（缓存范围内除外），必须用equals比较值；基本类型直接用==比较值。示例：integer a=128; integer b=128; a.equals(b) → true，但a==b → false。