LongCache机制与Long等值比较

一、背景引入
近期在开发一个项目的后台时，当项目上线后出现了一个测试环境没有出现的问题：部分用户在提交信息时提示了该信息不属于当前用户。
经过对代码的review，发现了出错的代码的开发逻辑是，在用户提交信息之后，将信息更新入数据库之前，首先判断当前的信息是否属于当前的用户；通过信息.account_id == 用户.id进行了判断，两个id都是Long类型。直觉是使用==号出错的问题，于是将此处的代码修改为先使用Long.longValue()取出来，再进行比较。（或者使用Long.equals()方法亦可）
然而有一个相当有趣的情况，那就是测试环境并没有这样的问题。究其原因，竟是因为Long类型的LongCache机制引起，且因为测试环境的模拟用户数据量较少，没有突破LongCache内部缓存数组的边界，导致该问题没能及时在测试环境发现。

二、编程建议

在Java开发过程中，最好严格区分原始类型（long/int/short/...）和封装类型（Long/Integer/Short...)，虽然JDK能够在大多数情况下进行智能的转型，但是当面对开发一个涉及到金钱的项目时，这样的风险仍然太大！

Java在数据封装类型的设计中，都带了.equals()方法。

三、模拟

1、程序1

public class A {
    public static void main(String[] args) {
        Long l1 = 128L;
        Long l2 = 128L;
        System.out.println(l1 == l2); 
    }
}

程序输出：false

2、程序2

public class A {
    public static void main(String[] args) {
        Long l1 = 127L;
        Long l2 = 127L;
        System.out.println(l1 == l2); 
    }
}

程序输出：true

三、关于LongCache.class

在Long的源代码中，可以找到LongCache内部类的代码：

private static class LongCache {
        private LongCache(){}

        static final Long cache[] = new Long[-(-128) + 127 + 1];

        static {
            for(int i = 0; i < cache.length; i++)
                cache[i] = new Long(i - 128);
        }
    }

从LongCache的代码可以很容易看出来，在类初始化的时候，便生成了一个final的static的Long类型数组，数组的范围是-128到127。

Long类型的valueOf方法代码如下：

public static Long valueOf(long l) {
        final int offset = 128;
        if (l >= -128 && l <= 127) { // will cache
            return LongCache.cache[(int)l + offset];
        }
        return new Long(l);
    }

从以上两个代码中不难发现，当外部程序调用了valueOf方法时，Java先判断欲生成的Long对象是否在LongCache.cache数组的范围内，如果是，则直接返回已经存在cache数组的Long对象引用。根据之前对String类型的研究，这应该是通过重复使用对象的引用，从而实现了较高的性能和较少的内存消耗。此外，经过测试，通过“Long = long”方式生成的Long对象，称为自动封箱，也有相同的逻辑。
所以也就不难知道，当实际的long大小超过正数127时，判断两个封装类==时，会返回false。

另外一种情况，通过new方式生成的两个等值的对象，是否会有相同的效果呢？经过测试，是否定的。两次new出来的对象，都是在内存中新划分区域生成的对象，除非重写方法，否则是绝对不能通过==进行比较的。

四、其他内容

1、Integer、Short、Character、Bytes等封装类也有类似的机制；

2、请关注JVM参数：AutoBoxCacheMax

3、请关注Integer内部类IntegerCache的high属性。