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学习笔记

享元模式在Java Integer中的应用

代码片段

Integer i1 = 56;Integer i2 = 56;Integer i3 = 129;Integer i4 = 129;System.out.println(i1 == i2);System.out.println(i3 == i4);

什么是自动装箱（Autoboxing）和自动拆箱（Unboxing）？

• 所谓的自动装箱，就是自动将基本数据类型转换为包装器类型。
• 所谓的自动拆箱，也就是自动将包装器类型转化为基本数据类型。

Integer i = 56; //自动装箱int j = i; //自动拆箱

• 数值56是基本数据类型 int，当赋值给包装器类型（Integer）变量的时候，触发自动装箱操作，创建一个 Integer 类型的对象，并且赋值给变量 i。其底层相当于执行了下面这条语句：Integer i = Integer.valueOf(56);
• 反过来，当把包装器类型的变量 i，赋值给基本数据类型变量 j 的时候，触发自动拆箱操作，将 i 中的数据取出，赋值给 j。其底层相当于执行了下面这条语句：int j = i.intValue();

Java对象在内存中是如何存储的

User a = new User(123, 23); // id=123, age=23

• a 存储的值是 User 对象的内存地址，在图中就表现为 a 指向 User 对象。
  

如何判定两个Java对象是否相等（也就代码中的“==”操作符的含义）？

• 当我们通过“==”来判定两个对象是否相等的时候，实际上是在判断两个局部变量存储的地址是否相同，换句话说，是在判断两个局部变量是否指向相同的对象。

代码片段初步分析

• 前4行赋值语句都会触发自动装箱操作，也就是会创建 Integer 对象并且赋值给i1、i2、i3、i4这四个变量。
• 根据刚刚的讲解，i1、i2尽管存储的数值相同，都是56，但是指向不同的 Integer 对象，所以通过“ == ”来判定是否相同的时候，会返回false。同理，i3==i4 判定语句也会返回false。
• 不过，上面的分析还是不对，答案并非是两个 false，而是一个 true，一个 false。

Integer 享元模式

• 当我们通过自动装箱，也就是调用 valueOf() 来创建 Integer 对象的时候，如果要创建的 Integer 对象的值在-128到127之间，会从 IntegerCache 类中直接返回，否则才调用new方法创建。

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

• 实际上，这里的 IntegerCache 相当于，我们上一节课中讲的生成享元对象的工厂类，只不过名字不叫 xxxFactory 而已。

为什么 IntegerCache 只缓存-128到127之间的整型值呢？

• 在 IntegerCache 的代码实现中，当这个类被加载的时候，缓存的享元对象会被集中一次性创建好。
• 毕竟整型值太多了，我们不可能在 IntegerCache 类中预先创建好所有的整型值，这样既占用太多内存，也使得加载 IntegerCache 类的时间过长。所以，我们只能选择缓存对于大部分应用来说最常用的整型值，也就是一个字节的大小（-128到127之间的数据）。
• 实际上，JDK 也提供了方法来让我们可以自定义缓存的最大值。。不过，这里注意一下，JDK 并没有提供设置最小值的方法。

代码片段再次分析

• 因为56处于-128和127之间，i1 和 i2 会指向相同的享元对象，所以 i1==i2 返回 true。
• 而129大于127，并不会被缓存，每次都会创建一个全新的对象，也就是说，i3 和 i4 指向不同的 Integer 对象，所以 i3==i4 返回 false。
• 实际上，除了 Integer 类型之外，其他包装器类型，比如 Long、Short、Byte 等，也都利用了享元模式来缓存-128到127之间的数据。
• 对于下面这样三种创建整型对象的方式，我们优先使用后两种：
  • 第一种创建方式并不会使用到 IntegerCache
  • 而后面两种创建方法可以利用 IntegerCache 缓存，返回共享的对象，以达到节省内存的目的

Integer a = new Integer(123);Integer a = 123;Integer a = Integer.valueOf(123);

享元模式在Java String中的应用

String s1 = "小争哥";String s2 = "小争哥";String s3 = new String("小争哥");System.out.println(s1 == s2);System.out.println(s1 == s3);

• 上面代码的运行结果是：一个true，一个false。
• 跟 Integer 类的设计思路相似，String 类利用享元模式来复用相同的字符串常量（也就是代码中的“小争哥”）。JVM 会专门开辟一块存储区来存储字符串常量，这块存储区叫作“字符串常量池”。
• 不过，String 类的享元模式的设计，跟 Integer 类稍微有些不同：
  • Integer 类中要共享的对象，是在类加载的时候，就集中一次性创建好的。
  • 但是，对于字符串来说，我们没法事先知道要共享哪些字符串常量，所以没办法事先创建好，只能在某个字符串常量第一次被用到的时候，存储到常量池中，当之后再用到的时候，直接引用常量池中已经存在的即可，就不需要再重新创建了。

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