【JAVA基础】一：聊聊笔试常见到的 “==、equal” 比较是否相等的内在差别

开始本文之前，先让我们记住一个口诀（这个口诀只针对基础的类比如String、Integer等，如果是自定义的类，需要看equal的具体实现）：
equal比较其值，== 比较地址

这两天在走查代码的时候发现一个童鞋，在判断两个Integer类型的值是否相等的时候，用了==来判断，运行结果没错，因为这两个值在-128~127之间。 只是这种写法不符合规范，有隐患，我不是挑刺，但是觉得有必要给出个所以然来为啥要按照规范使用equal来比较对象值是否相等。

让我们先来看个笔试的例子：请问写出下面的代码输出结果。

public class JavaTest {

    public static void main(String args[]){

        Integer a = 127;
        Integer b = 127;
        Integer c = new Integer(127);
        Integer d = new Integer(127);
        int e = 127;
        
        // 1
        System.out.println(a == b);
        // 2
        System.out.println(a.equals(b));
        // 3
        System.out.println(a == c);
        // 4
        System.out.println(a.equals(c));
        // 5
        System.out.println(a == e);
        // 6
        System.out.println(a.equals(e));

        a = 200;
        b = 200;
        
        // 7
        System.out.println(a == b);
        // 8
        System.out.println(a.equals(b));
    }
}

答案是：
true
true
false
true
true
true
false
true

运用口诀：equal比较其值，==比较地址
第12行输出：true；因为它们的引用地址是同一个，这个地址存的值是127。
第14行输出：true；因为它们的值都是127，所以equal比较其值，结果是相等。
第16行输出：false；因为它们两个对象的引用地址不一样。
第18行输出：true；同上面的第2处。
第20行输出：true；这里会把e做装箱操作（从基本类型提升为包装对象类型），之后它们的引用地址是同一个，同第1处，后面解析java装箱、拆箱的概念。
第22行输出：true；此处一样会对e装箱提升为Integer对象，然后它们的值都是127，所以equal结果为true。
第28行输出：false；因为它们的引用地址不一样，它们不一样~，跟第1处不一样…下面会讲解。
第30行输出：true；因为它们的值都是200，同前面第2、4、6。

• 前面讲到java自动装箱、拆箱 ，简单点说，装箱就是把基本类型升级为对象包装类型；拆箱就是把对象包装类型转换为对应的基本类型。

会自动拆箱、装箱的数据类型为：

对象类型	基本类型
Integer	int (4字节)
Short	short (2字节)
Float	float (4字节)
Double	double (8字节)
Byte	byte (1字节)
Long	long (8字节)
Character	char (2字节)
Boolean	boolean (未定)

下面让我们来看下具体的装箱、拆箱过程：我们编写一个Test类文件保存在Test.java文件中，UTF-8编码存储，内容如下：

public class Test{

    public static void main(String[] args) {
        
        // 装箱
        Integer numInteger = 120;

        // 拆箱
        int num_int = numInteger;
    }
}

我们编译一下：

javac Test.java

如果提示“GBK编码…”之类的错误，在指令加个编码选项：

javac -encoding utf-8 Test.java

然后会在当前目录生成一个Test.class文件，我们通过javap工具反汇编看下这个class的内容：

javap指令这里就不展开了，感兴趣的可以看文档：Javap官方文档

javap -c Test.class

上面的指令会直接显示反编译的内容，或者你也可以通过下面的指令来把反汇编的内容输出到文件中，比如输出当前目录的Test.bin文件里面：

javap -c Test.class>Test.bin

反汇编的内容如下：

Compiled from "Test.java"
public class Test {
  public Test();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: bipush        120
       2: invokestatic  #2                  // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;
       5: astore_1
       6: aload_1
       7: invokevirtual #3                  // Method java/lang/Integer.intValue:()I
      10: istore_2
      11: return
}

执行第6行代码Integer numInteger = 120;时，系统底层是执行了Integer.valueOf 来把数值120转换为一个新的Integer包装对象类型。

执行第9行代码int num_int = numInteger;的时候，系统底层实际是执行了Integer.intValue 来把包装对象numInteger的intValue值取出来赋值给int类型变量num_int：

• 那前面的JavaTest类中第12行跟28行的结果为啥不一样？

Integer a = 127;
Integer b = 127;

// 1、结果为true
System.out.println(a == b);

a = 200;
b = 200;

// 7、结果为false
System.out.println(a == b);

感觉有点坑吧？我觉得出这个题目的考官是不是有点刁钻呀… 这个并没有啥神秘的，我们直接看源码吧。

当代码中第1处的括号运算：a == b的时候 ,根据口诀，是判断这两个包装对象的地址是否一样，根据上面的反汇编代码可以看出来，代码中的Integer a = 127;对应的操作是Integer a = Integer.valueOf (127); Integer类的源码的valueOf如下：

public final class Integer extends Number implements Comparable<Integer> {
    // ......
    
    /**
     * Cache to support the object identity semantics of autoboxing for values between
     * -128 and 127 (inclusive) as required by JLS.
     *
     * The cache is initialized on first usage.  The size of the cache
     * may be controlled by the {@code -XX:AutoBoxCacheMax=<size>} option.
     * During VM initialization, java.lang.Integer.IntegerCache.high property
     * may be set and saved in the private system properties in the
     * sun.misc.VM class.
     */

    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 =
                sun.misc.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() {}
    }

    /**
     * Returns an {@code Integer} instance representing the specified
     * {@code int} value.  If a new {@code Integer} instance is not
     * required, this method should generally be used in preference to
     * the constructor {@link #Integer(int)}, as this method is likely
     * to yield significantly better space and time performance by
     * caching frequently requested values.
     *
     * This method will always cache values in the range -128 to 127,
     * inclusive, and may cache other values outside of this range.
     *
     * @param  i an {@code int} value.
     * @return an {@code Integer} instance representing {@code i}.
     * @since  1.5
     */
    public static Integer valueOf(int i) {
        if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
            return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
        return new Integer(i);
    }
    
    // ......
}

从上面的源码可以看出来，对于-128 ~ 127之间（闭包）的int值，通过valueOf得到其对应的Integer对象，是已经预先静态生成好的存放在数组中的对象，所以只要这个int值是在这区间范围的，得到的对象都是同一个。而如果传过来的int值不在 -128 ~ 127 区间范围，直接在最后new 一个新的Integer对象返回的，这就解释了为啥两个自动装箱数值为200的对象，用==来判断其地址，是不一样的，因为两个对象都不一样了。

这里JDK应该是对于这些1字节长度的数值，总共2⁸ = 256个，从-128~127，预先存起来，加快包装的速度、节省存储空间。那为啥不把两个字节、三个字节的都预先存起来呢？who knows？… 那为啥不把float、double的值也存起来？这两种类型的区间数是无限的好吗，看官你别逗了…

综上所述：

• == 对于基本类型的数值，是比较它们的值是否相等；对于包装对象这种引用型的变量，比较的是它们在堆中存储的地址是否相同。
• equals 表示这两个变量的value数值是否相同。

如果是自定义的类调用equal，这个需要具体看此类的equal有没有重写，具体如何实现的，比如：

public class Test extends Object{

    int num = 0;
    public Test(int i){
        this.num = i;
    }
    public static void main(String[] args) {
        Test t1 = new Test(1);
        Test t2 = new Test(1);
        System.err.println(t1.equals(t2));
        System.err.println(t1 == t2);
    }
}

上面的程序执行输出为：
false
false

第二个是false，这个很容易理解，但是第一个为啥呢，不是说好了equal是比较值么？但是这个Test自定义类并没有重写equal方法，所以调用的是Object里面的equal，我们看下它的源码：

也就是，Object的equal实现默认还是通过 == 来实现的… 明白了吧，所以我们自己来实现equal如下：

public class Test extends Object{

    int num = 0;
    public Test(int i){
        this.num = i;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if(!(obj instanceof Test) || null == obj){
            return false;
        }

        return (num == ((Test) obj).num);
    }

    public static void main(String[] args) {

        Test t1 = new Test(1);
        Test t2 = new Test(1);
        System.err.println(t1.equals(t2));
        System.err.println(t1 == t2);
    }
}

这样，就能实现equal比较的是值了，跟前面的口诀保持一致了。