java integer源码_【JDK】：java.lang.Integer源码解析

本文对JDK8中的java.lang.Integer包装类的部分数值缓存技术、valueOf()、stringSize()、toString()、getChars()、parseInt()等进行简要分析。

Integer缓存

先来看一段代码：

Integer a1 = Integer.valueOf(13);

Integer a2= Integer.valueOf(13);

Integer a3= Integer.valueOf(133);

Integer a4= Integer.valueOf(133);

System.out.println(a1== a2); //输出 true

System.out.println(a3 == a4); //输出 false

两个输出语句具有不同的输出，在于Integer使用了一个静态内部类(嵌套类)，里面包含了一个缓存数组cache[]，默认情况下，[-128, 127]之间的整数会在第一次使用时(类加载时)被自动装箱，放在cache[]数组里。区间的上限值high设置JVM参数-XX:AutoBoxCacheMax来改变，默认情况下参数为127(byte类型的范围)，存储在java.lang.Integer.IntegerCache.high属性中。

//静态内部类实现[-128, 127]的缓存

private static classIntegerCache {static final int low = -128;static final inthigh;static finalInteger cache[];static{//high 值通过JVM进行设置，默认为127

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);//最大缓存上限 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;

}privateIntegerCache() {}

}

而使用Integer.valueOf()进行构造时，就使用了cache[]缓存数组。因此使用该方法构造的Integer对象如果在缓存区间内，会直接返回cache[]数组内的相应的引用，自然就是同一个对象；否则将生成一个全新的Integer对象。与此对应的，如果使用构造函数Integer()直接构造，根本没有使用到缓存数组，生成的一定是全新的Integer对象。因此使用Integer.valueOf()构造能够节省资源，提高效率。

//使用cache[]数组构造

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

}//使用构造函数构造

public Integer(intvalue) {this.value =value;

}

stringSize()

这个函数不是个public权限的函数，作为内部工具方法使用。这个方法的实现是很巧妙的，避免除法、求余等，判断条件简单，效率高(采用静态field分析，而不是负责逻辑判断可以明显提高效果)。(int 最大长只有10)

final static int [] sizeTable = { 9, 99, 999, 9999, 99999, 999999, 9999999,99999999, 999999999, Integer.MAX_VALUE };//Requires positive x 参数必须为正数

static int stringSize(intx) {for (int i=0; ; i++)if (x <=sizeTable[i])return i+1;

}

toString(int i , int radix)

一个整数在给定进制的字符串表示。

public static String toString(int i, intradix) {if (radix < Character.MIN_RADIX || radix >Character.MAX_RADIX)

radix= 10;/*如果是10进制，使用更加快速的转换方式*/

if (radix == 10) {returntoString(i);

}char buf[] = new char[33];boolean negative = (i < 0);int charPos = 32; //int占4个字节，32bit//以负数为基准进行处理

if (!negative) {

i= -i;

}//代码的简洁！！ radix为进制，最小为2，最高位36

while (i <= -radix) {

buf[charPos--] = digits[-(i %radix)];

i= i /radix;

}

buf[charPos]= digits[-i];//负数的符号位

if(negative) {

buf[--charPos] = '-';

}return new String(buf, charPos, (33 -charPos));

}

上面的代码使用了一个final static 的字符数组digits[]，直接根据i与进制radix的求余结果从digits[]里面取值，提高运算效率。

/**所有可能代表数字的字符，最高支持36进制

* All possible chars for representing a number as a String*/

final static char[] digits ={'0' , '1' , '2' , '3' , '4' , '5','6' , '7' , '8' , '9' , 'a' , 'b','c' , 'd' , 'e' , 'f' , 'g' , 'h','i' , 'j' , 'k' , 'l' , 'm' , 'n','o' , 'p' , 'q' , 'r' , 's' , 't','u' , 'v' , 'w' , 'x' , 'y' , 'z'};

toString()

toString()方法返回当前Integer对象的字符串表示。可能有人觉得上面的toString(int i, int radix)已经是通用算法了，但是JDK在并没有这样(即radix是10的情况)，而是采用了效率更高的方法。

publicString toString() {returntoString(value);

}//toString()的调用方法//必须先判断Integer.MIN_VALUE，因为getChars()方法中使用了i=-i//以负数为基准，对于i=Integer.MIN_VALUE将会产生溢出

public static String toString(inti) {if (i ==Integer.MIN_VALUE)return "-2147483648";//获取字符串表示的字符串长度，考虑了负数的符号位

int size = (i < 0) ? stringSize(-i) + 1: stringSize(i);//将Integer数读入到char[]数组

char[] buf = new char[size];

getChars(i, size, buf);return new String(buf, true);

}

这个算法的核心是getChars的实现，即将一个整数高效地逐位存入一个char数组中。

//核心代码，从后向前将Integer读入char[]字符表示数组，如果i = MIN_VALUE将会发生大数溢出//fail if i == Integer.MIN_VALUE

static void getChars(int i, int index, char[] buf) {intq, r;int charPos =index;char sign = 0;if (i < 0) {

sign= '-';

i= -i;

}//处理超过2的16次方的大数//Generate two digits per iteration

while (i >= 65536) {

q= i / 100;//really: r = i - (q * 100);

r = i - ((q << 6) + (q << 5) + (q << 2));

i=q;

buf [--charPos] = DigitOnes[r]; //个位上的数字

buf [--charPos] = DigitTens[r]; //十位上的数字

}//处理小于2的16次方的数//Fall thru to fast mode for smaller numbers

for(;;) {

q= (i * 52429) >>> (16+3); //达到q=i/10的效果

r = i - ((q << 3) + (q << 1)); //r = i-(q*10) ...

buf [--charPos] =digits [r];

i=q;if (i == 0) break;

}//符号判断

if (sign != 0) {

buf [--charPos] =sign;

}

}

//个位上的数字数组

final static char [] DigitTens ={'0', '0', '0', '0', '0', '0', '0', '0', '0', '0','1', '1', '1', '1', '1', '1', '1', '1', '1', '1','2', '2', '2', '2', '2', '2', '2', '2', '2', '2','3', '3', '3', '3', '3', '3', '3', '3', '3', '3','4', '4', '4', '4', '4', '4', '4', '4', '4', '4','5', '5', '5', '5', '5', '5', '5', '5', '5', '5','6', '6', '6', '6', '6', '6', '6', '6', '6', '6','7', '7', '7', '7', '7', '7', '7', '7', '7', '7','8', '8', '8', '8', '8', '8', '8', '8', '8', '8','9', '9', '9', '9', '9', '9', '9', '9', '9', '9',

} ;//十位上的数字数组

final static char [] DigitOnes ={'0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9','0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9','0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9','0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9','0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9','0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9','0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9','0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9','0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9','0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9',

} ;

getChars()分别对int型的高位的两个字节、低位的两个字节进行遍历。while部分的思想是，DigitOnes是代表个位，DigitTens代表十位，每次r可以迭代两位(r就是除以100的余数)，每次找出两位数，这样有效的减少了乘除法的次数。至于移位运算，是为了提高运算速度，q*100 = q*(2^6) +q*(2^5) + q*(2^2) = 64q+32q+4q.

for循环部分，q得到i截断个位的值(q = i / 10 )。至于采用上述复杂的移位的目的是提高速度(>>>无符号右移)。q=i*(52429/216)/23≈≈i*0.1。因为这里要用i*52429>>>16更精确的表示乘以十分之八的作用，而高位的两个字节的数再乘会溢出，所以源码里进行了高位与低位用两种方式分开循环。

parseInt()

将String转为Int，相关的编程题参加剑指offer(56)：表示数值的字符串

public static int parseInt(String s) throwsNumberFormatException {return parseInt(s,10);

}

public static int parseInt(String s, intradix)throwsNumberFormatException

{/** WARNING: This method may be invoked early during VM initialization

* before IntegerCache is initialized. Care must be taken to not use

* the valueOf method.*/

if (s == null) {throw new NumberFormatException("null");

}if (radix

" less than Character.MIN_RADIX");

}if (radix >Character.MAX_RADIX) {throw new NumberFormatException("radix " + radix +

" greater than Character.MAX_RADIX");

}int result = 0;boolean negative = false;int i = 0, len =s.length();int limit = -Integer.MAX_VALUE;intmultmin;intdigit;if (len > 0) {char firstChar = s.charAt(0);if (firstChar < '0') { //Possible leading "+" or "-"

if (firstChar == '-') {

negative= true;

limit=Integer.MIN_VALUE;

}else if (firstChar != '+')throwNumberFormatException.forInputString(s);if (len == 1) //Cannot have lone "+" or "-"

throwNumberFormatException.forInputString(s);

i++;

}

multmin= limit /radix;while (i

digit = Character.digit(s.charAt(i++),radix);if (digit < 0) {throwNumberFormatException.forInputString(s);

}if (result

}

result*=radix;if (result < limit +digit) {throwNumberFormatException.forInputString(s);

}

result-=digit;

}

}else{throwNumberFormatException.forInputString(s);

}return negative ? result : -result;

}

源码中注意的几点：

所有的运算都是基于负数的。在toString也提到过，因为将Integer.MIN_VALUE直接变换符号会导致数值溢出。

溢出的判断技巧。multmin = limit / radix 这个数的控制，可以在乘法计算之前可判断计算之后是否溢出。同理，result < limit + digit 可在减法之前判断计算后是否溢出。

转载自： https://blog.csdn.net/u011080472/article/details/51406198