你真的了解Java中的Long嘛?

实际开发中,我们使用Long类型的情景应该是非常多的。可是,你真的完全掌握了Long类型嘛?

测试代码

首先,我们来看一段测试代码。该段代码可以通过测试。

@Test
    public void testLong() {
        long primaryLong = 127L;
        Long long1 = Long.valueOf(primaryLong);
        Long long2 = 127L;

        Assert.assertTrue(long1 == long2); // 1

        long1 = new Long(127L);
        Assert.assertFalse(long1 == long2); // 2

        primaryLong = 128L;
        long1 = Long.valueOf(primaryLong);
        long2 = 128L;

        Assert.assertFalse(long1 == long2);  // 3

        long1 = new Long(128L);
        Assert.assertFalse(long1 == long2);  // 4
    }
复制代码

上述测试代码中,我们比较了2个Long类型的变量long1和long2之间是否相等,这里我们用了“==”操作符,用来测试2个变量所引用的地址是否相等。

资深码农应该都创建Long类型有三种方法:new Long()、Long.valueOf()和自动装箱。上述代码分别演示了三种方式得到的结果。

  • 代码注析1返回为true。这说明在使用值127L时,不管使用Long.valueOf赋值创建Long变量还是使用自动装箱将long转换为Long类型,2个变量都指向同一位置。
  • 代码注析2返回为false。这说明使用new Long(127L)创建出的Long变量,跟刚才使用自动装箱创建的Long变量不再指向同一位置。
  • 代码注析3、4都返回为false。这说明在使用值128L创建Long变量后,每次都指向不同的位置,不管是new Long、Long.valueOf还是自动装箱。

这是怎么回事?特别是对于Long.valueOf还是自动装箱这两种方法,居然在值为127L和128L的时候结果不一样?

要想彻底理解上述代码为什么是这样的结果,还得从源代码入手。

分析

我们打开java.lang.Long的源代码。其中,关键性代码如下。

public final class Long extends Number implements Comparable<Long> {
    private final long value; // 1

    private static class LongCache { // 2
        private LongCache(){} // 2.1

        static final Long cache[] = new Long[-(-128) + 127 + 1]; // 2.2

        static { // 2.3
            for(int i = 0; i < cache.length; i++)
                cache[i] = new Long(i - 128);
        }
    }

    @Deprecated(since="9")
    public Long(long value) { // 3
        this.value = value;
    }

    @Deprecated(since="9")
    public Long(String s) throws NumberFormatException { // 4
        this.value = parseLong(s, 10);
    }

    public static Long valueOf(long l) { // 5
        final int offset = 128;
        if (l >= -128 && l <= 127) { // will cache
            return LongCache.cache[(int)l + offset];
        }
        return new Long(l);
    }
}
复制代码
  • Long类继承自Number基类,Number类为一个抽象类,代表数。下图展示了Integer、Long、Byte、Short、Float和Double都是继承自Number。

    你真的了解Java中的Long嘛?

    该类只有一些抽象方法XXXValue。如下图所示。

    你真的了解Java中的Long嘛?
  • 注析1代表Long内部实际上存储的还是一个变量value,用来存储long类型原始数据

  • 注析3、4则是Long的2个构造方法,2个方法都是对value进行赋值,不做其他处理。

  • 我们来看注析2和5:注析2是一个内部静态类LongCache,从名字上看,该类应该是Long类型的缓存

    • 注析2.1表示LongCache有一个private构造方法,用来阻止对该类的实例化。private构造方法通常用在工具类或者单实例类中,例如常见的单例模式就需要private构造方法。
    • 注析2.2表示该类有一个Long类型的数组cache,并且带static final修饰。该数组的大小为 -(-128) + 127 + 1=256
      带有final的数组一经初始化就不能再对其重新赋值,但是还是可以通过对下标的引用修改cache数组各元素的值。
    • 注析2.3表示对cache进行初始化。下标0到256分别初始化为-128到128之间的值。
  • 接下来看注析5,当参数l为-128到127之间的值时,直接返回的是LongCache内部cache数组中对应下标中的值。这里很巧妙的设置offset为128,从而将最小值-128的值的下标设置为(int)l + offset=0。对不属于[-128, 127]范围之类的值,则调用new Long返回。

  • 同时,留意构造方法处的 @Deprecated(since="9") 注解,表示从JDK9开始,构造方法已经不被推荐使用。JDK文档中,推荐使用静态工厂方法Long.valueOf来构造Long对象,能够获得更好的时间空间表现。

根据语法标准,自动封装实际上调用的就是Long.valueOf,而不是构造方法。

综上分析,对于[-128, 127]的值,不管使用Long.valueOf还是自动装箱,最终都是读取LongCache.cache的同一下标的值,故而“==”为真。其他情况,2各不同的变量“==”比较为false。

拓展

  • 对于Short类,源代码中ShortCache类和valueOf方法的实现和Long类型一模一样。这里就不展开了。
  • 对于Byte类,只能容纳-128到127之间的值。valueOf方法能够通过ShortCache.cache返回所有的值。
  • 对于Float和Double类,没有所谓的FloatCache和DoubleCache,所以每次构建的都是新对象。
  • 为避免上述代码中出现的“==”比较出现的结果差异性。建议对象之间的之间比较,我们使用equals或者将包装类拆装成原始类型再使用“==”比较,上述测试代码中,可以使用long1.longValue()或者+long1将Long转换为long再使用“==”比较

注意,+long1一定是确保了+long1不会返回null。否则会报NullPointerException。

这里给一个小小的测试,看看大家理解的如何?

Long long1 = new Long(100L);
Long long2 = 100L;
Long long3 = 100L;
Long long4 = 128L;
Long long5 = 128L;

System.out.println(long1 == long2);
System.out.println(+long1 == long2);

System.out.println(long2 == long3);
System.out.println(+long2 == long3);

System.out.println(long4 == long5);
System.out.println(+long4 == long5);
复制代码

以上代码你认为输出什么?

答案
false
true
true
true
false
true
复制代码

原文 

https://juejin.im/post/5e6ada0fe51d45271849f498

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