java.lang.Integer 源碼深入解讀

mingzhong 發布于2019-08-14 15:51 / 1168人閱讀

摘要：最近算是比較深入的了解了一下的源碼，就想著寫點東西記錄一下，一來可以加深理解，再來也算是為我刷了那么久平臺貢獻一點自己的綿薄之力。這兩個方法都是給當前的實例的屬性賦值，參數為類型的構造器直接將參數賦值給屬性，參數為是將方法的返回值賦值。

最近算是比較深入的了解了一下Integer的源碼，就想著寫點東西記錄一下，一來可以加深理解，再來也算是為我刷了那么久segmentfault平臺貢獻一點自己的綿薄之力。

一、構造函數：
解讀一個類的源碼我喜歡從構造函數入手，這里先上Integer的構造源碼：

public Integer(int value) {
    this.value = value;
}
public Integer(String s) throws NumberFormatException {
    this.value = parseInt(s, 10);
}

在Integer類中提供了兩個構造函數，分別針對構造參數為基本類型int和引用類型String。這兩個方法都是給當前的實例的value屬性賦值，參數為int類型的構造器直接將參數賦值給value屬性，參數為String是將parseInt(String s, int radix)方法的返回值賦值。JDK1.5之后，java提供了自動裝箱和自動拆箱的功能。自動裝箱也就是調用了Integer類的一個靜態方法valueOf方法,先看源碼：

public static Integer valueOf(int i) {
    assert IntegerCache.high >= 127;
    if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
        return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
    return new Integer(i);
}

源碼中有一個IntegerCache，這一個私有的內部類。這個類緩存了low - high之間數字的包裝類。關于這個類的分析在下面，反正你需要記住它把一些數字的包裝類提前緩存了，如果判斷成立就把緩存中的那個包裝類返回，如果不則new一個新的。這里也就明白了下面問題的原因了：

Integer a = 100;
Integer b = 100;

Integer c = 200;
Integer d = 200;
        
System.out.println(a == b);//true
System.out.println(c == d);//false

通過javap -c/javap -verbose 命令可以查看字節碼；紅色圈圈里就是我們jdk5之后的基本類型的自動包裝的字節碼實現，可以看出，此處是調用了Integer.valueOf(..)方法的：說白了就是Integer a = 100 等價于Integer a = Integer.valueOf(100)

二、IntegerCache：
先上源碼：

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 =
          sun.misc.VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high");
      if (integerCacheHighPropValue != null) {
          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);
      }
      high = h;
  
      cache = new Integer[(high - low) + 1];
      int j = low;
      for(int k = 0; k < cache.length; k++)
          cache[k] = new Integer(j++);
  }
  
  private IntegerCache() {}
  }

以上可以知道這個類是私有的且是靜態的，并且他有三個被final修飾的靜態filed外加一個靜態塊和一個私有的構造器；很簡單很普通的一個類，被緩存的包裝類就介于low - high之間，low的值已經寫死-128，而high的值由你的虛擬機決定sun.misc.VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high")，既然是一個參數也就意味著你可以動態設置，具體怎么設置自行百度。然后在循環中將low - high之間數字的裝箱后方法cache[]這個Integer類型的數組中。這樣就完成了緩存。

三、toString(int i): 照例先上源碼：

public static String toString(int i) {
    if (i == Integer.MIN_VALUE)
        return "-2147483648";
    int size = (i < 0) ? stringSize(-i) + 1 : stringSize(i);
    char[] buf = new char[size];
    getChars(i, size, buf);
    return new String(buf, true);
}

這個方法內部調用了兩個方法：stringSize和getChars，toString方法的實現也就是由這兩個方法合作完成，stringSize實現上很是比較簡單的，源碼我就不上了，它是用來計算參數i的位數也就是轉成字符串之后的字符串的長度。內部結合一個已經初始化好的int類型的數組sizeTable來完成這個計算。稍動頭腦就能想明白，很巧妙的一個方法。然后來說說toString這個方法實現的最大功臣getChars這個方法，上源碼：

 static void getChars(int i, int index, char[] buf) {
    int q, r;
    int charPos = index;
    char sign = 0;

    if (i < 0) {
        sign = "-";
        i = -i;
    }

    // Generate two digits per iteration
    while (i >= 65536) {
        q = i / 100;
    // really: r = i - (q * 100);
        r = i - ((q << 6) + (q << 5) + (q << 2));
        i = q;
        buf [--charPos] = DigitOnes[r];
        buf [--charPos] = DigitTens[r];
    }

    // Fall thru to fast mode for smaller numbers
    // assert(i <= 65536, i);
    for (;;) {
        q = (i * 52429) >>> (16+3);
        r = i - ((q << 3) + (q << 1));  // r = i-(q*10) ...
        buf [--charPos] = digits [r];
        i = q;
        if (i == 0) break;
    }
    if (sign != 0) {
        buf [--charPos] = sign;
    }
}

三個參數：i:被初始化的數字，index:這個數字的長度(包含了負數的符號“-”)，buf:字符串的容器-一個char型數組。第一個if判斷，如果i<0,sign記下它的符號“-”，同時將i轉成整數。下面所有的操作也就只針對整數了，最后在判斷sign如果不等于零將sig你的值放在char數組的首位buf [--charPos] = sign;。最后來分析方法中的兩個循環：while和for，其實這兩個循環做的事情一樣。只是while循環來處理i>65535的情況，且每次取兩位數：

buf [--charPos] = DigitOnes[r];
buf [--charPos] = DigitTens[r];

剩下的情況由for循環處理，且每次去一個數字。至于為什么這么做：// Fall thru to fast mode for smaller numbers，這是官方注釋，意思就是真對小的數字使用快速方式。針對這塊的理解我也是參考了知乎上的網友的回答java源碼中Integer.class中有個getChars方法，里面有個52429是怎么確定的？表示感謝。

至此Integer類的核心也就完了。就這吧！

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