为什么 Java 中 “200==200” 为 false，而 ”100==100“ 为 true？

October 9, 2020
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一、问题

之前有人问我这样一个问题：如果你运行下面的代码，你会得到什么？

Integer a = 200, b = 200;

Integer c = 100, d = 100;

System.out.println(a == b);

System.out.println(c == d);

你会得到

false
true

为什么 Java 中200==200为false，而100==100为true？

答案只有一个：那就是200没有100帅气，就像正在看这篇文章的你一样没有写这篇文章的我一样帅气。

二、分析

基本知识：我们知道，如果两个引用指向同一个对象，用==表示它们是相等的。如果两个引用指向不同的对象，用==表示它们是不相等的，即使它们的内容相同。

因此，后面一条语句也应该是false 。

这就是它有趣的地方了。如果你看去看 Integer.java 类，你会发现有一个内部私有类，IntegerCache.java，它缓存了从-128到127之间的所有的整数对象。

所以事情就成了，所有的小整数在内部缓存，然后当我们声明类似——

Integer c = 100;

的时候，它实际上在内部做的是：

Integer i = Integer.valueOf(100);

现在，如果我们去看valueOf()方法，我们可以看到

    /**
     * Returns an {@code Integer} instance representing the specified
     * {@code int} value.  If a new {@code Integer} instance is not
     * required, this method should generally be used in preference to
     * the constructor {@link #Integer(int)}, as this method is likely
     * to yield significantly better space and time performance by
     * caching frequently requested values.
     *
     * This method will always cache values in the range -128 to 127,
     * inclusive, and may cache other values outside of this range.
     *
     * @param  i an {@code int} value.
     * @return an {@code Integer} instance representing {@code i}.
     * @since  1.5
     */
    public static Integer valueOf(int i) {
        if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
            return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
        return new Integer(i);
    }

如果值的范围在-128到127之间，它就从高速缓存返回实例。

所以…

Integer c = 100, d = 100;

指向了同一个对象。

这就是为什么我们写

System.out.println(c == d);

我们可以得到true。

现在你可能会问，为什么这里需要缓存？

合乎逻辑的理由是，在此范围内的“小”整数使用率比大整数要高，因此，使用相同的底层对象是有价值的，可以减少潜在的内存占用。

然而，通过反射API你会误用此功能。

运行下面的代码，享受它的魅力吧

public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {

      Class cache = Integer.class.getDeclaredClasses()[0]; //1
      Field myCache = cache.getDeclaredField("cache"); //2
      myCache.setAccessible(true);//3

      Integer[] newCache = (Integer[]) myCache.get(cache); //4
      newCache[132] = newCache[133]; //5

      int a = 2;
      int b = a + a;
      System.out.printf("%d + %d = %d", a, a, b); //
    }

三、结论

Integer 缓存是 Java 5 中引入的一个有助于节省内存、提高性能的特性。

Integer中有个静态内部类IntegerCache，里面有个cache[],也就是Integer常量池，常量池的大小为一个字节（-128~127）。

这种 Integer 缓存策略仅在自动装箱的时候有用，使用构造器创建的 Integer 对象不能被缓存。（例如in3和in4）

        int i = 10;
        int i1 = 10;
        Integer in1 = 10;
        Integer in2 = 10;
        Integer in3 = new Integer(10);
        Integer in4 = new Integer(10);
        Integer in5 = 200;
        Integer in6 = 200;

        System.out.println(i == i1);		// true
        System.out.println(i == in1);		// true
        System.out.println(i == in2);		// true
        System.out.println(i == in3);		// true
        System.out.println(in1 == in2);		// true
        System.out.println(in5 == in6);		// false
        System.out.println(in1 == in3);		// false
        System.out.println(in3 == in4);		// false

除此之外：

所有整数类型的类都有类似的缓存机制: 1、有 ByteCache 用于缓存 Byte 对象 2、有 ShortCache 用于缓存 Short 对象 3、有 LongCache 用于缓存 Long 对象
Byte，Short，Long 的缓存池范围默认都是: -128 到 127。可以看出，Byte的所有值都在缓存区中，用它生成的相同值对象都是相等的。
所有整型（Byte，Short，Long）的比较规律与Integer是一样的。
同时Character 对象也有CharacterCache 缓存池，范围是 0 到 127。
除了 Integer 可以通过参数改变范围外，其它的都不行。