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  • 深入理解Java的整型类型:如何实现2+2=5?

    先看下这段神奇的Java代码:

    public static void main(String[] args) throws Exception {
    
          doSomethingMagic();
    
          System.out.printf("2 + 2 = %d", 2 + 2);
    
    }
    

    执行结果:2 + 2 = 5

    那么doSomethingMagic到底做了什么神奇的事情呢?先看代码:

    private static void doSomethingMagic() throws Exception {
    
       Class cache = Integer.class.getDeclaredClasses()[0];
    
       Field c = cache.getDeclaredField("cache");
    
       c.setAccessible(true);
    
       Integer[] array = (Integer[]) c.get(cache);
    
       array[132] = array[133];
    
    }
    

    所以这个例子其实包含了Java中整型类型Integer的一个知识点。

    可能有的朋友对于doSomethingMagic里面的代码有点摸不着头脑,让我们先查看上图第17行 2 + 2反编译出来的代码:

    编辑器将2+ 2的值先计算出来,等于4。最后System.out.println打印出来的值,实际上是Integer.valueOf(4)的返回值。

    那么我们就查看JDK里Integer.valueOf的实现:

    上面的实现代码,从830行到832行,逻辑非常清楚:如果valueOf的参数i在IntegerCache.low和IntegerCache.high之间,即[-128, 127]的闭区间,则直接从IntegerCache这个缓存区域里返回。只有当输入参数i不在[-128,127]区间内,才执行代码832,基于输入参数i创建一个新的Integer实例。

    带着这个理念,我们再看doSomethingMagic就清楚多了。这个方法通过Java反射将上图IntegerCache的成员cache设置成可访问:setAccessible(true), 然后将IntegerCache的第132个元素的值用第133个元素的值覆盖。

    我们从Eclipse调试器里发现,Integer cache里第132个元素的值为4,第133个元素的值为5。本来Integer.valueOf方法,对于输入4,从Integer cache里返回第132个元素的值,即4。现在这个元素的值被第133个元素即5覆盖了,所以最后得到了 2 + 2 = 5。

    用一句话概括这个场景: 2 + 2 = 4 = Integer.valueOf(4) = 5 ( 因为4在Integer cache里对应的记录已经被我们的代码显式替换成了5)。

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