Java实现拆箱和装箱的原理解析

什么是拆箱和装箱？

拆箱和装箱，其实是Java 5引入的一个语法糖，是将 Java的8种基本数据类型与其对应的包装类之间自动转换的过程，如下图：

• 装箱，将基本数据类型转换为对应的包装类对象的过程
• 拆箱，将包装类对象转换为对应的基本数据类型的过程

如下代码：Integer a 加上 int b 能正确的得出结果3，其中就包含装箱和拆箱的过程。

public class UnboxingAndPackingTest {     
    public static void main(String[] args) {         
            Integer a = 1;         
            int b = 2;         
            int sum = a + b;         
            System.out.println(sum);// sum=3     
          } 
  } 

如何实现拆箱和装箱？

在上述代码中，我们并没有手动去执行装箱和拆箱，说明这个过程是编译器自动完成的，那么，编译器是如何完成装箱和拆箱的？为了更好地说明装箱和拆箱的原理，我们还是延用上面的示例代码，通过字节码层面来进行分析。

我们通过 javap -c UnboxingAndPackingTest指令，对字节码进行反编译，如下截图：

装箱

将上述装箱的字节码摘出来，如下：

0: iconst_1 
1: invokestatic  #2  // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer; 
4: astore_1 

字节码的解释如下：

• iconst_1 将整数常量1 压入操作数栈
• invokestatic #2 调用Integer.valueOf(int)方法，将整数1 装箱为Integer对象
• astore_1 将装箱后的Integer对象存储到局部变量表的索引1 处（即变量 a)

因此，Integer a = 1在字节码层面是调用了Integer.valueOf(int)方法，将整数1 装箱为Integer对象。

拆箱

将上述拆箱的字节码摘出来，如下：

7: aload_1 
8: invokevirtual #3   // Method java/lang/Integer.intValue:()I 
11: iload_2 
12: iadd 13: istore_3 

字节码的解释如下：

• aload_1 将局部变量表索引1 的Integer对象加载到操作数栈
• invokevirtual #3 调用了Integer.intValue()方法，将Integer对象拆箱为原始类型int
• iload_2 将局部变量表索引2 的int值（即变量 b）加载到操作数栈
• iadd 将两个int值相加
• istore_3 将相加后的结果存储到局部变量表索引3 处（即变量 sum）

通过上述字节码的解析，我们可以清楚地看到Java编译器是如何将装箱和拆箱操作插入到代码中的。具体总结成，装箱操作通过调用Integer.valueOf(int)方法实现，而拆箱操作通过调用Integer.intValue()方法实现。

Integer.valueof()

上述示例的装箱操作是通过调用Integer.valueOf(int)方法实现，因此，我们来看看Integer.valueof()的源码是如何实现的，源码截图如下：

Integer.valueof()方法，首先会检查i是否命中缓存（-128 到 127），如果i在这个范围内，则直接返回缓存中的Integer实例，如果i不在缓存范围内，则创建一个新的Integer实例。
这里特别需要注意，Integer的缓存是-128 到 127，如果对两个 Integer进行比较，一定要特别注意==和equal()的使用。

下面以一个示例来演示Integer类型的==和equal()使用：

通过Integer的例子，我们可以很轻易的联想到Long肯定也存在类似的问题，Long.valueof()源码如下：

总结

本文通过具体示例从字节码的角度分析了编译器是如何实现装箱和拆箱：

• 装箱和拆箱是java提供的一个语法糖，更加简化程序员的使用
• 装箱，将基本数据类型转换为对应的包装类对象的过程
• 拆箱，将包装类对象转换为对应的基本数据类型的过程
• 对于8种基本类型对应的包装类的比较，推荐使用equal()而不是==

尽管装箱和拆箱在 Java中是一个很简单的技术点，但是通过今天的分析，我们不光知道了底层的原理，同时还分析了Integer.valueof()的源码，因此，对于Java 8种基本类型对应的包装类的比较的原理也有一个更多的理解，以及在实际开发中该如何避坑。

以上就是Java实现拆箱和装箱的原理解析的详细内容，更多关于Java拆箱和装箱的资料请关注脚本之家其它相关文章！