基本类型和包装类型

Java是一种强类型的语言，这就意味着必须为每一个变量声明一种类型。

在Java中，一共有8种基本数据类型，且每个基本数据类型都含有对应的包装类型，对应关系如下表：

基本类型

包装类型

byte

Byte

short

Short

int

Integer

long

Long

float

Float

double

Double

boolean

Boolean

char

Character

1、为什么要有基本类型？

首先，基本类型不是一个Object，数值直接保存在栈中，不会在堆中开辟内存，也不存在Java对象的内存布局：对象头、对齐字节等数据，因此更加节省内存。

正是由于基本类型不是对象，没有对象头，所以在Java中基本类型不能用作锁对象。

包装类型实例存储在堆中，需要通过栈中的Reference引用来寻址找到对象才能访问。而基本类型数据存储在栈中，数据的读写效率更高，避免了对象寻址的过程。

2、为什么要有包装类型？

有了基本数据类型，为什么还要有包装类型？是不是多此一举呢？

Java是一门面向对象编程的语言，基本类型不是对象，不符合面向对象编程的特征。

包装类型通过将基本类型“包装”起来，使其具有了对象的性质，丰富了基本类型的操作，例如可以调用hashCode等方法了。

基本类型不允许为NULL，但是实际场景有需要为NULL的需求，如RPC调用，包装类型就可以满足。

泛型的需要，泛型要求包容的是对象类型，而基本类型不是对象，无法用作泛型。

3、基本类型和包装类型的区别？

基本类型不是对象，包装类型实例是对象。基本类型存储在栈中，包装类型实例存储在堆中。基本类型不能用作锁对象，包装类型可以。基本类型不允许为NULL，包装类型可以。基本类型不能用作泛型，包装类型可以。自动装箱和拆箱

基本数据类型和包装类之间可以自动地相互转换。

自动装箱就是将基本类型转换为包装类型。

自动拆箱就是将包装类型转换为基本类型。

如下代码，就是int和Integer的自动装箱和拆箱。

// 自动装箱Integer a = 10;// 自动拆箱int b = a;

实际上，底层执行代码是：

// 自动装箱Integer a = Integer.valueOf(10);// 自动拆箱int b = a.intValue();

自动装箱和拆箱的的特性，弱化了基本类型和包装类型的区别，以至于开发者稍有不慎，就掉进坑里。

自动装箱和拆箱的坑

1、空指针异常

自动拆箱的本质，其实就是调用了包装类实例的***Value()方法来获取基本类型的值。

如果包装类实例为NULL，自动拆箱就会导致空指针异常。

public class AutoWrapper {	public static void main(String[] args) {		if (func()) {			System.out.println("true");		}	}	static Boolean func(){		return null;	}}Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException	at top.javap.box.AutoWrapper.main(AutoWrapper.java:13)

2、频繁创建对象

自动装箱的本质，其实就是调用了包装类的静态方法valueOf()来实例化对象。

如果使用不当，例如在循环中使用了包装类，就会导致JVM创建大量的包装类对象，导致频繁GC，影响系统的性能。

public class AutoWrapper {	public static void main(String[] args) {		for (int i = 0; i < Integer.MAX_VALUE; i++) {			//没有创建Integer实例		}				for (Integer i = 0; i < Integer.MAX_VALUE; i++) {			//创建了21亿个Integer实例，导致频繁GC		}	}}

笔者实测：堆内存100M，使用基本类型没有触发GC，使用包装类型触发了1026次Young GC。

Boolean的自动装箱不会导致频繁创建对象，因为Boolean内部维护了两个静态常量TRUE和FALSE，会不断复用这两个对象。Integer内部也维护了-128~127的缓存实例，这个区间的int自动装箱也不会再创建对象了。

3、==问题

自动装箱会让开发者对“==”比较两个对象是否相等的问题上产生疑惑。

	public static void main(String[] args) {		Integer a = 1;		Integer b = 1;		Integer c = 1000;		Integer d = 1000;		Boolean e = true;		Boolean f = true;	}

如上代码，a == b、c != d、e == f。这个结果可能会让开发者感到疑惑。

a == b是因为Integer内部维护了-128~127的缓存实例，1复用的是同一个Integer对象，所以是相等的。

c != d是因为1000超过了Integer的缓存，所以JVM会创建两个Integer对象，两个不同的对象肯定不相等嘛。

e == f是因为Boolean内部维护了TRUE和FALSE两个常量实例，所有的Boolean装箱都是复用的这两个对象，因此相等。

其他例子这里就不一一列举了，大家可以自己试一下。