面试题

如果之前学习过自动装箱的知识，可以先做下面几道面试题，帮助我们发现自己的知识盲点。如果你没有了解过自动装箱，可以先跳到后面阅读知识点总结部分，再回来做题。

面试题一

public void test() {
    //1 
     int a = 100;
     Integer b = 100;
     System.out.println(a == b);// true
     
     //2
     Integer c = 100;
     Integer d = 100;
     System.out.println(c == d);// true
     
     //3   
     c = 200;
     d = 200;
     System.out.println(c == d);// false
}

• 第1段代码，基础类型a与包装类b进行==比较，这时b会拆箱，直接比较值，所以答案会打印 true
• 第2段代码，两个包装类型变量都被赋值了100，所以根据我们之前的解析，这时会进行装箱，调用Integer的valueOf方法，生成2个Integer对象，引用类型==比较，直接比较对象指针，因为默认Integer cache 的下限是-128，上限默认127，这个范围的Integer会被缓存，所以在这里是同一个对象。答案为打印 true。
• 跟上面第2段代码类似，只不过赋值变成了200，不在Integer的缓存范围，所以并不是同一个对象了。答案为打印 false

面试题二

  public static void main(String[] args) {
        
        Double i1 = 100.0;
        Double i2 = 100.0;
        Double i3 = 200.0;
        Double i4 = 200.0;
        
        System.out.println(i1==i2);//false
        System.out.println(i3==i4);//false
    }

在这里解释一下为什么Double类的valueOf方法会采用与Integer类的valueOf方法不同的实现。很简单，因为在某个范围内的整型数值的个数是有限的，而浮点数却不是。也就是说，Double和Float的valueOf方法始终返回新对象。

注意：Integer、Short、Byte、Character、Long这几个类的valueOf方法的实现是类似的。Double、Float的valueOf方法的实现是类似的。

面试题三

面试题三涉及的知识点在上面都介绍过了，先尝试一下不看答案的情况下，自己能全部回答正确吗。

Integer a=1;
Integer b=2;
Integer c=3;
Integer d=3;
Integer e=321;
Integer f=321;
Long g=3L;
System.out.println(c==d);
System.out.println(e==f);
System.out.println(c==(a+b));
System.out.println(c.equals(a+b));
System.out.println(g==(a+b));
System.out.println(g.equals(a+b));

答案：

true
false
true
true
true
false

知识点总结

拆箱与装箱的缓存问题

• 整型（Byte,Short,Integer,Long）会检查该数字是否在1个字节可表示的有符号整数范围内（-128~127），是则返回缓存对象，否则返回新对象。
• Character会缓存整型值为0~127的字符，同样会检查字符是否落在缓存范围中，是则返回，否则返回新对象。
• Double和Float的valueOf方法始终返回新对象。

触发自动装箱或拆箱的场景

• 进行 = 赋值操作（装箱或拆箱）
• 进行+，-，*，/混合运算 （拆箱）
• 进行>,<,==比较运算（拆箱）
  • 当 "=="运算符的两个操作数都是 包装器类型的引用，则是比较指向的是否是同一个对象
  • 而如果其中有一个操作数是表达式（即包含算术运算）则比较的是数值（即会触发自动拆箱的过程）
• 调用equals进行比较（装箱）
• ArrayList,HashMap等集合类 添加基础类型数据时，因为集合只能添加引用类型（装箱）

装箱与拆箱的实现原理

以Float为例

• 调用了Float类的静态 valueOf方法，进行装箱
• 调用了Float的floatValue方法，进行拆箱

自动装箱的性能问题

自动装箱有一个问题，那就是在一个循环中进行自动装箱操作的情况，会创建多余的对象，影响程序的性能。

Integer sum = 0; 
for(int i=1000; i<5000; i++){  
    sum+=i; 
} 

上面的代码sum+=i可以看成sum = sum + i，但是+这个操作符不适用于Integer对象，首先sum进行自动拆箱操作，进行数值相加操作，最后发生自动装箱操作转换成Integer对象。其内部变化如下

int result = sum.intValue() + i;
Integer sum = new Integer(result); 

由于我们这里声明的sum为Integer类型，在上面的循环中会创建将近4000个无用的Integer对象，在这样庞大的循环中，会降低程序的性能并且加重了垃圾回收的工作量。因此在我们编程时，需要注意到这一点，正确地声明变量类型，避免因为自动装箱引起的性能问题。

因为自动装箱会隐式地创建对象，像前面提到的那样，如果在一个循环体中，会创建无用的中间对象，这样会增加GC压力，拉低程序的性能。所以在写循环时一定要注意代码，避免引入不必要的自动装箱操作。

• 自动装箱会创建多余对象，影响性能
• 自动装箱成包装类型，需要记得判空，否则容易出现空指针异常

补充：基本类型和包装类型的使用场景

• 集合类使用时只能使用包装类型。
• 如果允许null值，则必然要用封装类
• 用到泛型和反射调用函数，就需要用包装类
• 其他情况下，最好使用基本类型，能避免自动装箱（需要new对象）的性能消耗，特别是在循坏中使用包装类型自动装箱会new出很多对象