详解Java的自动装箱与拆箱(Autoboxing and unboxing)
详解Java的自动装箱与拆箱(Autoboxing and unboxing)
一、什么是自动装箱拆箱
很简单，下面两句代码就可以看到装箱和拆箱过程
1 //自动装箱2 Integer total = 99;3 4 //自动拆箱5 int totalprim = total;
简单一点说，装箱就是自动将基本数据类型转换为包装器类型；拆箱就是自动将包装器类型转换为基本数据类型。
下面我们来看看需要装箱拆箱的类型有哪些：
这个过程是自动执行的，那么我们需要看看它的执行过程：
1 public class Main {2 public static void main(String[] args) {3 //自动装箱4 Integer total = 99;5 6 //自定拆箱7 int totalprim = total;8 }9 }
反编译class文件之后得到如下内容：
1 javap -c StringTest
Integer total = 99;
执行上面那句代码的时候，系统为我们执行了：
Integer total = Integer.valueOf(99);
int totalprim = total;
执行上面那句代码的时候，系统为我们执行了：
int totalprim = total.intValue();
我们现在就以Integer为例，来分析一下它的源码：
1、首先来看看Integer.valueOf函数
1 public static Integer valueOf(int i) {2 return i >= 128 || i < -128 ? new Integer(i) : SMALL_VALUES[i + 128];3 }
它会首先判断i的大小：如果i小于-128或者大于等于128，就创建一个Integer对象，否则执行SMALL_VALUES[i + 128]。
首先我们来看看Integer的构造函数：
1 private final int value;2 3 public Integer(int value) {4 this.value = value;5 }6 7 public Integer(String string) throws NumberFormatException {8 this(parseInt(string));9 }
它里面定义了一个value变量，创建一个Integer对象，就会给这个变量初始化。第二个传入的是一个String变量，它会先把它转换成一个int值，然后进行初始化。
下面看看SMALL_VALUES[i + 128]是什么东西：
1 private static final Integer[] SMALL_VALUES = new Integer[256];
它是一个静态的Integer数组对象，也就是说最终valueOf返回的都是一个Integer对象。
所以我们这里可以总结一点：装箱的过程会创建对应的对象，这个会消耗内存，所以装箱的过程会增加内存的消耗，影响性能。
2、接着看看intValue函数
1 @Override2 public int intValue() {3 return value;4 }
这个很简单，直接返回value值即可。
二、相关问题
上面我们看到在Integer的构造函数中，它分两种情况：
1、i >= 128 || i < -128 =====> new Integer(i)
2、i < 128 && i >= -128 =====> SMALL_VALUES[i + 128]
1 private static final Integer[] SMALL_VALUES = new Integer[256];
SMALL_VALUES本来已经被创建好，也就是说在i >= 128 || i < -128是会创建不同的对象，在i < 128 && i >= -128会根据i的值返回已经创建好的指定的对象。
说这些可能还不是很明白，下面我们来举个例子吧：
1 public class Main { 2 public static void main(String[] args) { 3 4 Integer i1 = 100; 5 Integer i2 = 100; 6 Integer i3 = 200; 7 Integer i4 = 200; 8 9 System.out.println(i1==i2); //true10 System.out.println(i3==i4); //false11 }12 }
代码的后面，我们可以看到它们的执行结果是不一样的，为什么，在看看我们上面的说明。
1、i1和i2会进行自动装箱，执行了valueOf函数，它们的值在(-128,128]这个范围内，它们会拿到SMALL_VALUES数组里面的同一个对象SMALL_VALUES[228]，它们引用到了同一个Integer对象，所以它们肯定是相等的。
2、i3和i4也会进行自动装箱，执行了valueOf函数，它们的值大于128，所以会执行new Integer(200)，也就是说它们会分别创建两个不同的对象，所以它们肯定不等。
下面我们来看看另外一个例子：
1 public class Main { 2 public static void main(String[] args) { 3 4 Double i1 = 100.0; 5 Double i2 = 100.0; 6 Double i3 = 200.0; 7 Double i4 = 200.0; 8 9 System.out.println(i1==i2); //false10 System.out.println(i3==i4); //false11 }12 }
看看上面的执行结果，跟Integer不一样，这样也不必奇怪，因为它们的valueOf实现不一样，结果肯定不一样，那为什么它们不统一一下呢？
这个很好理解，因为对于Integer，在(-128,128]之间只有固定的256个值，所以为了避免多次创建对象，我们事先就创建好一个大小为256的Integer数组SMALL_VALUES，所以如果值在这个范围内，就可以直接返回我们事先创建好的对象就可以了。
但是对于Double类型来说，我们就不能这样做，因为它在这个范围内个数是无限的。
总结一句就是：在某个范围内的整型数值的个数是有限的，而浮点数却不是。
所以在Double里面的做法很直接，就是直接创建一个对象，所以每次创建的对象都不一样。
1 public static Double valueOf(double d) {2 return new Double(d);3 }
下面我们进行一个归类：
Integer派别：Integer、Short、Byte、Character、Long这几个类的valueOf方法的实现是类似的。
Double派别：Double、Float的valueOf方法的实现是类似的。每次都返回不同的对象。
下面对Integer派别进行一个总结，如下图：
下面我们来看看另外一种情况：
1 public class Main { 2 public static void main(String[] args) { 3 4 Boolean i1 = false; 5 Boolean i2 = false; 6 Boolean i3 = true; 7 Boolean i4 = true; 8 9 System.out.println(i1==i2);//true10 System.out.println(i3==i4);//true11 }12 }
可以看到返回的都是true，也就是它们执行valueOf返回的都是相同的对象。
1 public static Boolean valueOf(boolean b) {2 return b ? Boolean.TRUE : Boolean.FALSE;3 }
可以看到它并没有创建对象，因为在内部已经提前创建好两个对象，因为它只有两种情况，这样也是为了避免重复创建太多的对象。
1 public static final Boolean TRUE = new Boolean(true);2 3 public static final Boolean FALSE = new Boolean(false);
上面把几种情况都介绍到了，下面来进一步讨论其他情况。
1 Integer num1 = 400; 2 int num2 = 400; 3 System.out.println(num1 == num2); //true
说明num1 == num2进行了拆箱操作
1 Integer num1 = 100; 2 int num2 = 100; 3 System.out.println(num1.equals(num2)); //true
我们先来看看equals源码：
1 @Override2 public boolean equals(Object o) {3 return (o instanceof Integer) && (((Integer) o).value == value);4 }
我们指定equal比较的是内容本身，并且我们也可以看到equal的参数是一个Object对象，我们传入的是一个int类型，所以首先会进行装箱，然后比较，之所以返回true，是由于它比较的是对象里面的value值。
1 Integer num1 = 100; 2 int num2 = 100; 3 Long num3 = 200l; 4 System.out.println(num1 + num2); //2005 System.out.println(num3 == (num1 + num2)); //true6 System.out.println(num3.equals(num1 + num2)); //false
1、当一个基础数据类型与封装类进行==、+、-、*、/运算时，会将封装类进行拆箱，对基础数据类型进行运算。
2、对于num3.equals(num1 + num2)为false的原因很简单，我们还是根据代码实现来说明：
1 @Override2 public boolean equals(Object o) {3 return (o instanceof Long) && (((Long) o).value == value);4 }
它必须满足两个条件才为true：
1、类型相同
2、内容相同
上面返回false的原因就是类型不同。
1 Integer num1 = 100;2 Ingeger num2 = 200;3 Long num3 = 300l;4 System.out.println(num3 == (num1 + num2)); //true
我们来反编译一些这个class文件：javap -c StringTest
可以看到运算的时候首先对num3进行拆箱（执行num3的longValue得到基础类型为long的值300），然后对num1和mum2进行拆箱（分别执行了num1和num2的intValue得到基础类型为int的值100和200），然后进行相关的基础运算。
我们来对基础类型进行一个测试：
1 int num1 = 100;2 int num2 = 200;3 long mum3 = 300;4 System.out.println(num3 == (num1 + num2)); //true
就说明了为什么最上面会返回true.
所以，当 “==”运算符的两个操作数都是 包装器类型的引用，则是比较指向的是否是同一个对象，而如果其中有一个操作数是表达式（即包含算术运算）则比较的是数值（即会触发自动拆箱的过程）。
陷阱1：
1 Integer integer100=null; 2 int int100=integer100;
这两行代码是完全合法的，完全能够通过编译的，但是在运行时，就会抛出空指针异常。其中，integer100为Integer类型的对象，它当然可以指向null。但在第二行时，就会对integer100进行拆箱，也就是对一个null对象执行intValue()方法，当然会抛出空指针异常。所以，有拆箱操作时一定要特别注意封装类对象是否为null。
总结：
1、需要知道什么时候会引发装箱和拆箱
2、装箱操作会创建对象，频繁的装箱操作会消耗许多内存，影响性能，所以可以避免装箱的时候应该尽量避免。
3、equals(Object o) 因为原equals方法中的参数类型是封装类型，所传入的参数类型（a）是原始数据类型，所以会自动对其装箱，反之，会对其进行拆箱
4、当两种不同类型用==比较时，包装器类的需要拆箱， 当同种类型用==比较时，会自动拆箱或者装箱