深入剖析Integer的緩存機制

，我們對Long、Short、Byte三個類的構造方法、內部Cache類以及valueOf進行了分析。 看了文章的人，肯定心中有個疑惑，怎麼沒有對最為常用的Integer類進行分析？ 實際上，正是由於Integer最為常用，JDK源碼對其內部緩存實現類IntegerCache和valueOf方法做了進一步的優化。

測試代碼

我們首先還是來看一段測試代碼。

<code>@Test
public void testInteger() {
    int primaryInt = 127;
    Integer int1 = Integer.valueOf(primaryInt);
    Integer int2 = 127;

    Assert.assertTrue(int1 == int2);

    int1 = new Integer(127);
    Assert.assertFalse(int1 == int2);

    primaryInt = 128;
    int1 = Integer.valueOf(primaryInt);
    int2 = 128;

    Assert.assertFalse(int1 == int2); // 1

    int1 = new Integer(128);
    Assert.assertFalse(int1 == int2);
}
複製代碼/<code>

上述測試代碼在不設置JVM參數的情況下，是可以通過測試的。 但是一旦我們在運行該測試的時候設置了JVM參數-Djava.lang.Integer.IntegerCache.high=255,這個測試將在 注析1處失敗！下圖為IntelliJ IDEA中JVM參數的設置。

這又是為什麼呢？ 按照我們上一篇的分析，Integer類提供的緩存機制應該也是緩存[-128,127]之間的值。 在不提供-Djava.lang.Integer.IntegerCache.high=255JVM參數的時候確實是對的。但是一旦提供了該參數，情況就發生了變化。 變化究竟是怎樣的？我們且看Integer的源代碼。

分析

我們打開java.lang.Integer的源代碼。其中關鍵性代碼如下。

<code>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 =
         VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high");
     if (integerCacheHighPropValue != null) {
         try {
             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);
         } catch( NumberFormatException nfe) {
             // If the property cannot be parsed into an int, ignore it.
         }
     }
     high = h;
    
     cache = new Integer[(high - low) + 1];
     int j = low;
     for(int k = 0; k < cache.length; k++)
         cache[k] = new Integer(j++);
    
     // range [-128, 127] must be interned (JLS7 5.1.7) 

     assert IntegerCache.high >= 127;
    }
    
    private IntegerCache() {}
}
複製代碼/<code>

上面是Integer的內部緩存類IntegerCache的源代碼，我們發現跟Long#LongCache的代碼要複雜不少。

• IntegerCache內部還是一樣使用的cache數組作為緩存數據的機制；
• IntegerCache使用了low、high分別作為緩存的數值的最小值和最大值；
• low實際上是一個固定的值-128；
• high是可以設置的： 通過設置變量h=127作為high的默認值； 通過VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high")獲取java.lang.Integer.IntegerCache.high參數值視為變量integerCacheHighPropValue，並將 該值轉換為int，然後取127和該轉換後的int值中較大的作為變量i的值； 取i, Integer.MAX_VALUE - (-low) -1中較小的值作為h的值；這裡之所以取中較小的值，是因為數組size最大為Integer.MAX_VALUE。 也就是說數組元素下標最大為Integer.MAX_VALUE - 1的。而IntegerCache的cache數組中需要存放128個負數，所以cache的下標需要再減128也就是-low， 也就是Integer.MAX_VALUE - (-low) -1。 h再賦值給high作為能夠緩存的最大整數。
• 計算出high之後的代碼就是初始化cache數組的過程。上一篇已經分析過了，這裡就不再重複了。

從上述計算high的過程中可以看出，

由於緩存機制的變化，Integer.valueOf的實現也發生一些變化，如下所示。 實際上，也就是隻對IntegerCache.low和IntegerCache.high之間的值返回緩存。

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

總結

• 如果項目需要大量重複使用範圍較大的Integer類型值的時候，請通過設置java.lang.Integer.IntegerCache.high參數來擴充緩存：
• 通過命令行運行的話，可以這樣設置：java -Djava.lang.Integer.IntegerCache.high=xxx Main.class
• 通過特定開發工具運行的話，直接設置運行參數：-Djava.lang.Integer.IntegerCache.high=xxx
• java.lang.Integer.IntegerCache.high參數的值應該是一個大於127的值，否則跟沒有設置效果是一樣的。

最後，這裡為什麼low是一個固定值-128? 按理，我們也是需要擴充負數的緩存範圍的。至今也沒有一個開發人員給出合理的解析。

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關鍵字: 緩存 剖析 Java虛擬機