JDK源码分析 – Integer

Integer类的申明

public final class Integer extends Number implements Comparable<Integer> { … }

Integer用于对int类型数值的封装，并提供一些int类型数据操作的方法，Integer继承自Number类，Number是JDK的一个代表数值的超类，提供一些用于不同数值之间类型转换方法，常见的数值类型Double、Float等都继承自Number

Integer还实现了Comparable接口，主要用于Integer对象之间比较。

Integer字段、属性说明

Integer是对int型数值的封装，int型，占4个字节（JDK中定义占4字节），每个字节8位因次是32位，再除去一个符号位，因此范围是-2^31~2^31-1

下面列举几个重要的字段解释一下：

    /**
     *代表Integer封装的int整形数值 
     */
    private final int value;
    
    /**
     *限制Integer对象存放最小值 -2^31
     */
    @Native public static final int   MIN_VALUE = 0x80000000;

    /**
     * //限制Integer对象存放最大值 2^31-1
     */
    @Native public static final int   MAX_VALUE = 0x7fffffff;


    /**
     *表示int二进制补码形式的值的位数。
     */
    @Native public static final int SIZE = 32;

    /**
     * 用于以int二进制补码形式表示值的字节数32/8 = 4字节
     */
    public static final int BYTES = SIZE / Byte.SIZE;

Integer 部分方法分析

Integer类内部提供了很多方法，用于数值转换等操作，下面仍然是列举几个经常用到的分析一下实现过程：

构造函数Integer(String s)

/**
 * 构造函数，允许传入一个字符串，通过内部函数parseInt尝试将其转成10进制int型数值，默认转成10进制，如果传入的String无法转换成Int则跑出异常
 */
public Integer(String s) throws NumberFormatException {
        this.value = parseInt(s, 10);
}

int parseInt(String s, int radix)方法：

将字符串参数解析为指定的几进制带符号整数，转换失败抛出异常，string参数：将要转换为数值的字符串，int参数：代表需要转换的是几进制数值

JDK源码注释中给出一些示例：

    /**
     * JDK源码注释中的示例： 
     * <p>Examples:
     * <blockquote><pre>
     * parseInt("0", 10) returns 0
     * parseInt("473", 10) returns 473
     * parseInt("+42", 10) returns 42
     * parseInt("-0", 10) returns 0
     * parseInt("-FF", 16) returns -255
     * parseInt("1100110", 2) returns 102
     * parseInt("2147483647", 10) returns 2147483647
     * parseInt("-2147483648", 10) returns -2147483648
     * parseInt("2147483648", 10) throws a NumberFormatException
     * parseInt("99", 8) throws a NumberFormatException
     * parseInt("Kona", 10) throws a NumberFormatException
     * parseInt("Kona", 27) returns 411787
     */
    public static int parseInt(String s, int radix)
                throws NumberFormatException
    {
        /*
         * WARNING: This method may be invoked early during VM initialization
         * before IntegerCache is initialized. Care must be taken to not use
         * the valueOf method.
         */


         //字符串为空直接异常
        if (s == null) {
            throw new NumberFormatException("null");
        }
        
       //判断radix合法性，Integer内部允许2进制-36进制之间转换
       //为什么是36进制？ 看个示例
       // Integer.parseInt("A", 16) = 10
　　　　// Integer.parseInt("a", 16)  =10
　　　　// 上面可以看出不区分大小写，是不是10个数字+26个母？
        if (radix < Character.MIN_RADIX) {
            throw new NumberFormatException("radix " + radix +
                                            " less than Character.MIN_RADIX");
        }
        if (radix > Character.MAX_RADIX) {
            throw new NumberFormatException("radix " + radix +
                                            " greater than Character.MAX_RADIX");
        }

        int result = 0;             //返回结果
        boolean negative = false;   //符号，正数or负数
        int i = 0, len = s.length();
        int limit = -Integer.MAX_VALUE;
        int multmin;
        int digit;

        //字符串长度大于0
        if (len > 0) {
            char firstChar = s.charAt(0);
            if (firstChar < '0') { // Possible leading "+" or "-"  判断第一个字符是不是符号为=位
                if (firstChar == '-') {
                    negative = true;            //确定是负数标志
                    limit = Integer.MIN_VALUE;  //限制最小值
                } else if (firstChar != '+') 
                    throw NumberFormatException.forInputString(s); //符号位既不是+也不是-，抛异常

                if (len == 1) // Cannot have lone "+" or "-"
                    throw NumberFormatException.forInputString(s);  //长度是1，只有符号位，没有数值，抛异常
                i++;
            }
            multmin = limit / radix;
             //遍历字符转，从最高位开始，整个过程以负数计算,逐位乘以单位制，最后再修正符号位,以10进制数123为例。转换过程如下             
             // result = -1
             // result = -1*10-2     = -12            
             // result = -12*10-3    = -123
            while (i < len) {
                // Accumulating negatively avoids surprises near MAX_VALUE
                digit = Character.digit(s.charAt(i++),radix); //将字符转换为radix进制数值，比如Character.digit(‘c’,16) = 12
                if (digit < 0) {
                    throw NumberFormatException.forInputString(s);
                }
                if (result < multmin) {
                    throw NumberFormatException.forInputString(s);
                }
                result *= radix;         //乘以单位制
                if (result < limit + digit) {
                    throw NumberFormatException.forInputString(s);
                }
                result -= digit;
            }
        } else {
            throw NumberFormatException.forInputString(s);
        }
        return negative ? result : -result;   //修正符号位
    } 

其他parseInt相关方法也都是调用这个最基础的方法进行转换。

Integer valueOf(int i)方法

返回指定int值的Integer实例，如果Integer不需要新实例，可优先使用此方法，而不是构造函数，因为此方法会缓存经常请求的值的Integer实例。该方法将始终缓存-128至127（含）范围内的值，并可缓存此范围之外的其他值

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

 Valueof方法内部使用了IntegerCache，判断如果数值在[IntegerCache.low, IntegerCache.high]这个范围内，则从缓存中读取，否则调用构造函数创建一个Integer实例

private static class IntegerCache {
        static final int low = -128; //最小值 -128
        static final int high;       //最大值
        static final Integer cache[];

//静态代码块，在Integer类加载时就已经缓存好
        static {
            // high value may be configured by property
            int h = 127;  //最大值 127
            String integerCacheHighPropValue =
                sun.misc.VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high");  //读取最大值配置参数
            if (integerCacheHighPropValue != null) {
                try {
                    int i = parseInt(integerCacheHighPropValue);
                    i = Math.max(i, 127);               //在配置参数和默认h中取最大值
                    // 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]; //初始化数组
            int j = low;
            for(int k = 0; k < cache.length; k++)
                cache[k] = new Integer(j++); //缓存integer对象

            // range [-128, 127] must be interned (JLS7 5.1.7)
            assert IntegerCache.high >= 127;  
        }

        private IntegerCache() {}
    }

Valueof()方法完成将int型转换成Integer对象，其实就是一个装箱操作，Integer类型也可以直接赋值一个int数值：Integer integer = 100 这其实就是通过调用valueof()方法完成的。

相对应的方法：int intValue() 获取Integer对象内部value值，其实就是完成一个拆箱操作

public int intValue() {
        return value;
    }

下面给出一组测试示例，通过对Integer对比分析一下Integer对象的装箱拆箱和IntegerCache缓存：

        Integer integer0 = Integer.valueOf(1);   //IntegerCache缓存中读取
        Integer integer1 = new Integer(1);        //创建新实例
        Integer integer2 = new Integer(1);        //创建新实例
        System.out.println(integer1.equals(integer2)); //true Integer.equal内部实现并不是比较两个Integer对象的引用，而是比较Integer.value值是否相等

        System.out.println(integer1==integer2); //false integer1和integer2是两个不同的对象，引用不一样
        
        Integer integer3 = 1;
        Integer integer4 = 1;
        System.out.println(integer3 == integer4);//true，integer3和integer4都完成装箱，从IntegerCache中取出相同的实例
        
        Integer integer8 = 128;
        Integer integer9 = 128;
        System.out.println(integer8 == integer9);//false，integer8和integer9都完成装箱,New Integer(128)==new Integer(128)

        System.out.println(integer3 == integer1);//false，integer3通过调用valueof做了装箱操作  实际相当于 Integer.valueOf(1)==integer1
        System.out.println(integer3 == integer0);//true，integer3通过调用valueof做了装箱操作  实际相当于 Integer.valueOf(1)==integer0 ,都从IntegerCache缓存中读取
        
        int integer5 = 1;
        Integer integer6 = new Integer(1);
        
        System.out.println(integer5 == integer5);//true 当Integer对象和int比较时，Integer对象调用intValue完成自动拆箱，转换为int，相当于两个int型比较

        Integer integer7 = 1;
        System.out.println(integer7==integer5);  //true integer7先装箱，比较时又做了拆箱操作

Integer和int的区别

         Integer是对int型封装后的类，int是java的一种基本数据类型（byte,char,short,int,long,float,double,boolean）

　　  Integer是对象的引用，默认值为null，实例化后是一个对象的引用，指向存放该对象的地址，int作为基本数据类型，默认值为0