问题

int 和 Integer 有何区别？Integer 缓存如何实现？

答案

一、核心区别

int 是 Java 的基本数据类型（primitive type），而 Integer 是 int 的包装类（wrapper class）。主要区别如下：

特性 int Integer
类型 基本类型 引用类型（对象）
默认值 0 null
存储位置 栈内存 堆内存（对象本身）
比较方式 == 比较值 == 比较引用，equals() 比较值
是否可为 null 否 是
性能 更高（直接操作） 较低（需要装箱/拆箱）

二、自动装箱与拆箱

从 Java 5 开始，引入了自动装箱（Autoboxing）和拆箱（Unboxing）机制：

// 自动装箱：int -> Integer
Integer a = 100;  // 等价于 Integer.valueOf(100)

// 自动拆箱：Integer -> int
int b = a;  // 等价于 a.intValue()

// 混合运算会自动拆箱
Integer c = 200;
int result = c + 100;  // c 自动拆箱为 int

三、Integer 缓存机制

1. 缓存范围

Integer 类内部维护了一个缓存池，默认缓存 -128 到 127 之间的整数对象。这个范围可以通过 JVM 参数 -XX:AutoBoxCacheMax=<size> 调整上限（下限固定为 -128）。

2. 源码实现 

public static Integer valueOf(int i) {
    // 如果值在缓存范围内，直接返回缓存对象
    if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
        return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
    // 否则创建新对象
    return new Integer(i);
}

// 内部缓存类
private static class IntegerCache {
    static final int low = -128;
    static final int high;
    static final Integer cache[];

    static {
        // 默认 high = 127，可通过 JVM 参数调整
        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);  // 最小为 127
                h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - (-low) - 1);
            } catch( NumberFormatException nfe) {
                // 忽略异常，使用默认值
            }
        }
        high = h;

        // 初始化缓存数组
        cache = new Integer[(high - low) + 1];
        int j = low;
        for(int k = 0; k < cache.length; k++)
            cache[k] = new Integer(j++);
    }
}

3. 缓存的影响 

// 缓存范围内：返回同一对象
Integer x = 127;
Integer y = 127;
System.out.println(x == y);  // true（引用相同）

// 超出缓存范围：创建新对象
Integer m = 128;
Integer n = 128;
System.out.println(m == n);  // false（引用不同）

// 使用 new 关键字：强制创建新对象
Integer p = new Integer(127);
Integer q = new Integer(127);
System.out.println(p == q);  // false（绕过缓存）

// 正确的比较方式
System.out.println(m.equals(n));  // true（比较值）

四、性能与使用建议

  1. 优先使用基本类型：在不需要 null 值且性能敏感的场景下，使用 int 而非 Integer。
  2. 避免频繁装箱/拆箱：循环中的自动装箱会产生大量临时对象，影响性能。
  3. 使用 equals() 比较：比较 Integer 对象时，务必使用 equals() 而非 ==。
  4. 注意缓存陷阱：不要依赖 == 比较 Integer 对象，即使在缓存范围内。

五、其他包装类的缓存

  • Byte、Short、Long：缓存 -128 到 127
  • Character：缓存 0 到 127
  • Boolean：缓存 TRUE 和 FALSE
  • Float、Double：无缓存

总结

int 是基本类型，性能高但功能受限；Integer 是对象，支持 null 且可用于泛型，但有装箱开销。Integer 通过缓存池优化了常用小整数的内存占用，面试中需重点掌握缓存范围（-128~127）及其对 == 比较的影响。