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原文標題《int 和 integer ：裝箱和拆箱的過程，會用到什麼方法，你覺得這個會對性能有影響嗎，原因是什麼（百度一面）》
圖丨pixabay
今天繼續來講面試，已經出了很多java一面真題系列文章了，之後也會整理成一個系列，歡迎持續關注哦。
話說幹了這麼多年的開發，只知道會用，怎麼用，用什麼，隱約也知道了為什麼用，
但為啥JAVA總像一個猶抱琵琶半遮面的女子，總讓人看不透，看不膩？應該就是基礎不紮實了。
所以面試的時候卻經常會被問到，我們根據面經來進行補短板，查漏補缺。下面開始今天的乾貨內容吧，
走起，記得點讚，點擊在看哦。
自動裝箱和拆箱從Java 1.5開始引入，目的是將原始類型值轉自動地轉換成對應的對象。自動裝箱與拆箱的機制可以讓我們在Java的變量賦值或者是方法調用等情況下使用原始類型或者對象類型更加簡單直接。
如果你在Java1.5下進行過編程的話，你一定不會陌生這一點，你不能直接地向集合(Collections)中放入原始類型值，因為集合只接收對象。通常這種情況下你的做法是，將這些原始類型的值轉換成對象，然後將這些轉換的對象放入集合中。使用Integer,Double,Boolean等這些類我們可以將原始類型值轉換成對應的對象，但是從某些程度可能使得代碼不是那麼簡潔精煉。為了讓代碼簡練，Java 1.5引入了具有在原始類型和對象類型自動轉換的裝箱和拆箱機制。但是自動裝箱和拆箱並非完美，在使用時需要有一些注意事項，如果沒有搞明白自動裝箱和拆箱，可能會引起難以察覺的bug。
1、包裝類型
Java語言是一個面向對象的語言，但是Java中的基本數據類型卻是不面向對象的，這在實際使用時存在很多的不便，為了解決這個不足，在設計類時為每個基本數據類型設計了一個對應的類進行代表，這樣八個和基本數據類型對應的類統稱為包裝類(Wrapper Class)。
包裝類均位於java.lang包，包裝類和基本數據類型的對應關係如下表所示
在這八個類名中，除了Integer和Character類以後，其它六個類的類名和基本數據類型一致，只是類名的第一個字母大寫即可。
2、為什麼需要包裝類
很多人會有疑問，既然Java中為了提高效率，提供了八種基本數據類型，為什麼還要提供包裝類呢？
這個問題，其實前面已經有了答案，因為Java是一種面向對象語言，很多地方都需要使用對象而不是基本數據類型。比如，在集合類中，我們是無法將int 、double等類型放進去的。因為集合的容器要求元素是Object類型。
為了讓基本類型也具有對象的特徵，就出現了包裝類型，它相當於將基本類型「包裝起來」，使得它具有了對象的性質，並且為其添加了屬性和方法，豐富了基本類型的操作。
3、拆箱與裝箱
在Java SE5之前，要進行裝箱，可以通過以下代碼：
Integer i = new Integer(10);
4、自動拆箱與自動裝箱
自動裝箱就是Java自動將原始類型值轉換成對應的對象，比如將int的變量轉換成Integer對象，這個過程叫做裝箱，反之將Integer對象轉換成int類型值，這個過程叫做拆箱。因為這裡的裝箱和拆箱是自動進行的非人為轉換，所以就稱作為自動裝箱和拆箱。
在Java SE5中，為了減少開發人員的工作，Java提供了自動拆箱與自動裝箱功能。
自動裝箱: 就是將基本數據類型自動轉換成對應的包裝類。
自動拆箱：就是將包裝類自動轉換成對應的基本數據類型。
Integer i =10; //自動裝箱int b= i; //自動拆箱
Integer i=10
可以替代
Integer i = new Integer(10);
，這就是因為Java幫我們提供了自動裝箱的功能，不需要開發者手動去new一個Integer對象。
5、自動裝箱與自動拆箱的實現原理
既然Java提供了自動拆裝箱的能力，那麼，我們就來看一下，到底是什麼原理，Java是如何實現的自動拆裝箱功能。
我們有以下自動拆裝箱的代碼：
public static void main(String[]args){Integer integer=1; //裝箱 int i=integer; //拆箱}
對以上代碼進行反編譯後可以得到以下代碼：
public static void main(String[]args){Integer integer=Integer.valueOf(1); int i=integer.intValue(); }
從上面反編譯後的代碼可以看出，int的自動裝箱都是通過
Integer.valueOf()
方法來實現的，Integer的自動拆箱都是通過
integer.intValue
來實現的。如果讀者感興趣，可以試著將八種類型都反編譯一遍 ，你會發現以下規律：
自動裝箱都是通過包裝類的
valueOf()
方法來實現的.自動拆箱都是通過包裝類對象的
xxxValue()
來實現的。
6、哪些地方會自動拆裝箱
我們了解過原理之後，在來看一下，什麼情況下，Java會幫我們進行自動拆裝箱。前面提到的變量的初始化和賦值的場景就不介紹了，那是最簡單的也最容易理解的。
我們主要來看一下，那些可能被忽略的場景。
場景一、將基本數據類型放入集合類
我們知道，Java中的集合類只能接收對象類型，那麼以下代碼為什麼會不報錯呢？
List<Integer> li = new ArrayList<>();for (int i = 1; i < 50; i ++){li.add(i);}
將上面代碼進行反編譯，可以得到以下代碼：
List<Integer> li = new ArrayList<>();for (int i = 1; i < 50; i += 2){li.add(Integer.valueOf(i));}
以上，我們可以得出結論，當我們把基本數據類型放入集合類中的時候，會進行自動裝箱。
場景二、包裝類型和基本類型的大小比較
有沒有人想過，當我們對Integer對象與基本類型進行大小比較的時候，實際上比較的是什麼內容呢？看以下代碼：
Integer a=1;System.out.println(a==1?"等於":"不等於");Boolean bool=false;System.out.println(bool?"真":"假");
對以上代碼進行反編譯，得到以下代碼：
Integer a=1;System.out.println(a.intValue()==1?"等於":"不等於");Boolean bool=false;System.out.println(bool.booleanValue?"真":"假");
可以看到，包裝類與基本數據類型進行比較運算，是先將包裝類進行拆箱成基本數據類型，然後進行比較的。
場景三、包裝類型的運算
有沒有人想過，當我們對Integer對象進行四則運算的時候，是如何進行的呢？看以下代碼：
Integer i = 10;Integer j = 20;System.out.println(i+j);
反編譯後代碼如下：
Integer i = Integer.valueOf(10);Integer j = Integer.valueOf(20);System.out.println(i.intValue() + j.intValue());
我們發現，兩個包裝類型之間的運算，會被自動拆箱成基本類型進行。
場景四、三目運算符的使用
這是很多人不知道的一個場景，作者也是一次線上的血淋淋的Bug發生後才了解到的一種案例。看一個簡單的三目運算符的代碼：
boolean flag = true;Integer i = 0;int j = 1;int k = flag ? i : j;
很多人不知道，其實在int k = flag ? i : j;這一行，會發生自動拆箱。反編譯後代碼如下：
boolean flag = true;Integer i = Integer.valueOf(0);int j = 1;int k = flag ? i.intValue() : j;
這其實是三目運算符的語法規範：當第二，第三位操作數分別為基本類型和對象時，其中的對象就會拆箱為基本類型進行操作。
因為例子中，flag ? i : j;片段中，第二段的i是一個包裝類型的對象，而第三段的j是一個基本類型，所以會對包裝類進行自動拆箱。如果這個時候i的值為null，那麼久會發生NPE。（自動拆箱導致空指針異常）
場景五、函數參數與返回值
這個比較容易理解，直接上代碼了：
//自動拆箱public int getNum1(Integer num) {return num;}//自動裝箱public Integer getNum2(int num) { return num;}
7、自動拆裝箱與緩存
Java SE的自動拆裝箱還提供了一個和緩存有關的功能，我們先來看以下代碼，猜測一下輸出結果：
public static void main(String... strings) {Integer integer1 = 3; Integer integer2 = 3; if (integer1 == integer2) System.out.println("integer1 == integer2"); else System.out.println("integer1 != integer2"); Integer integer3 = 300; Integer integer4 = 300; if (integer3 == integer4) System.out.println("integer3 == integer4"); else System.out.println("integer3 != integer4");}
我們普遍認為上面的兩個判斷的結果都是false。雖然比較的值是相等的，但是由於比較的是對象，而對象的引用不一樣，所以會認為兩個if判斷都是false的。
在Java中，
==比較的是對象應用，而equals比較的是值。
所以，在這個例子中，不同的對象有不同的引用，所以在進行比較的時候都將返回false。奇怪的是，這裡兩個類似的if條件判斷返回不同的布爾值。
上面這段代碼真正的輸出結果：
integer1 == integer2integer3 != integer4
原因就和Integer中的緩存機制有關。在Java 5中，在Integer的操作上引入了一個新功能來節省內存和提高性能。整型對象通過使用相同的對象引用實現了緩存和重用。
適用於整數值區間-128 至 +127。
只適用於自動裝箱。使用構造函數創建對象不適用。
具體的代碼實現可以閱讀Java中整型的緩存機制一文，這裡不再闡述。
我們只需要知道，當需要進行自動裝箱時，如果數字在-128至127之間時，會直接使用緩存中的對象，而不是重新創建一個對象。
其中的javadoc詳細的說明了緩存支持-128到127之間的自動裝箱過程。最大值127可以通過
-XX:AutoBoxCacheMax=size
修改。
實際上這個功能在Java 5中引入的時候,範圍是固定的-128 至 +127。後來在Java 6中，可以通過
java.lang.Integer.IntegerCache.high
設置最大值。
這使我們可以根據應用程式的實際情況靈活地調整來提高性能。到底是什麼原因選擇這個-128到127範圍呢？因為這個範圍的數字是最被廣泛使用的。在程序中，第一次使用Integer的時候也需要一定的額外時間來初始化這個緩存。
在Boxing Conversion部分的Java語言規範(JLS)規定如下：
如果一個變量p的值是：
-128至127之間的整數(§3.10.1)
true 和 false的布爾值 (§3.10.3)
『\u0000』至 『\u007f』之間的字符(§3.10.4)範圍內的時，將p包裝成a和b兩個對象時，可以直接使用a==b判斷a和b的值是否相等。
8、自動拆裝箱帶來的問題
當然，自動拆裝箱是一個很好的功能，大大節省了開發人員的精力，不再需要關心到底什麼時候需要拆裝箱。但是，他也會引入一些問題。
包裝對象的數值比較，不能簡單的使用==，雖然-128到127之間的數字可以，但是這個範圍之外還是需要使用equals比較。
前面提到，有些場景會進行自動拆裝箱，同時也說過，由於自動拆箱，如果包裝類對象為null，那麼自動拆箱時就有可能拋出NPE。
如果一個for循環中有大量拆裝箱操作，會浪費很多資源。常見筆試題：
Integer i1 =59;int i2 = 59;Integer i3 = Integer.valueOf(59);Integer i4 = new Integer(59);System.out.println(i1 == i2); true：包裝類和基本類型比較時，包裝類自動拆箱為基本類型System.out.println(i1 == i3); true：數值59 在-128到127之間，上文所說的緩存，因此為true，若數值不在-128到127之間則為falseSystem.out.println(i1 == i4); false：引用類型比較地址值，地址值不同System.out.println(i2 == i3); true：i1的源碼是i3，i2和i3比較結果和i2與i1比較結果相同，包裝類和基本類型比較時自動拆箱System.out.println(i2 == i4); true：包裝類和基本類型比較時自動拆箱System.out.println(i3 == i4);同i1 == i4
9、自動拆箱和裝箱會影響性能
裝箱：原始類型轉化為包裝類型；如Integer i = 0;java語法默認數值類型為int,0原始類型，i為包裝類型，兩種不同類型為什麼可以賦值呢，這就是因為java做了個自動裝箱的操作；拆箱則相反。
例:
上圖l = l +1;l+1中l自動拆箱了，所以和是原始類型，後面賦值，和又自動裝箱了。不過通過上圖發現，好像循環次數少的時候，jvm處理的很快，是不是不用優化了？答案是不是，因為你的程序不止一個人在使用，當很多人調用的時候，積塔成沙，就會很消耗性能。我們減少這種拆箱和裝箱，看看優化的效果:
優化後，l + 1裡l進行拆箱，發現少了一次自動裝箱，對性能影響這麼大，還覺得減少自動拆箱和自動裝箱過程沒用嗎？優化從點滴做起。
由此可見，裝箱和拆箱/拷貝操作會從速度和內存兩個方面損傷應用程式的性能。因此我們應該清楚編譯器會在何時自動產生執行這些操作的指令，並使我們編寫的代碼儘可能減少導致這種情況發生的機會。
所有巧合的是要麼是上天註定要麼是一個人偷偷的在努力。
結束！
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