楼下小黑哥 · 1月28日

Leader:这样的 Bug 你也写的出来???

Hello~各位读者新年好!不知道大家春节假期是否已延长,小黑哥刚接到通知,假期延长到 2 月 2 号,另外回去之后需要在家办公,自行隔离两周。还没试过在家办公,小黑哥就怕到时候生物钟还没调整过来,一觉睡醒已经是下午了。。。

前言

春节假期,还躺在床上小黑哥,收到对账系统的一条预警短信,提示当前系统资金核对存在问题。关于资金的问题,都是大问题,小黑哥连忙拔出电脑,连上 VPN,登录生产环境的查看相关日志。

通过日志,很快小黑哥定位到相关代码。

有的同学可能一下子就能看出这里的问题, Long 对象采用 !=进行比较,这真是一个低级 Bug。幸好 Leader 还不知道,赶紧悄悄修复一下。

现在回想小黑哥当初写这段代码的时候,误以为两个 Long 对象比较将会进行自动拆箱,转变为两个基本数值类型比较。

下面开始复习一下 Java 自动装箱与拆箱机制。

自动装箱与拆箱机制

自动装箱(Autoboxing),是 JDK5 新增的一种语法糖,将会在代码编译时自动将原始类型转换为其对应的对象包装器类。例如将 int 转换为 Integerdouble 转换为 Double。如果转换结果相反,我们就将其称为拆箱。

下面是一个自动装箱的例子:

上面代码 li.add(i) 就发生自动装箱,将基本数据类型 long 转换为其包装类 Long

查看这段代码对应的字节码。

图上黄线标注的字节码对应的代码为 li.add(i)。从这我们可以看到 long 类型的自动装箱实际上调用 Long#valueOf 方法。所以编译器运行时将之前的代码转换为下面的代码

接下来我们来看一个自动拆箱的例子:

由于 Long 包装类对象不能用于求模(%)以及 +=,所以这段代码将会发生自动拆箱,将 Long 转化为 long 类型。相应的这里我们也看下其编译之后的字节码。

这里的字节码比之前的复杂很多,这里主要关注黄线部分。可以看到这里调用 Long#longValueLong 对象转为 long 类型。所以自动拆箱这个例子,最后编译器生成字节码等同于以下代码:

Java 规定的 8 种数据类型都有其对应包装类,这些都可以进行相应的自动装箱和拆箱。

这里小结一下:

  1. 自动装箱机制是通过调用包装器类 valueOf 实现
  2. 自动拆箱机制通过调用包装器类的相应的 **Value ,如 longValue, intValue 实现

Cache 陷阱

自动装箱和拆箱概念说起其实挺简单的,但是如果使用不当可能就会踩坑。

我们来看一段代码:

如果你对上面的结果的不是很清楚,恭喜你,暖男小黑哥帮你排雷了。

上面输出结果为:

true
false

这里输出结果之所以为这样,主要与 LongCache 有关。自动装箱进制将会调用 Long#valueOf,其源码如下:

只要数值范围位于 [-128,127] 之间,valueOf 就会返回 LongCache.cache 这个数组中的值。所以 aLong/bLong其实是同一个对象,cLong/dLong 是两个不用对象的。

Long#valueOf 这个方法通过 Cache 减少创建对象的数量,提高相应的空间以及时间性能。

至于为什么缓存 [-128,127] 之间的数字,而没有缓存更多的值,甚至缓存所有的值?

这是因为 Long 范围为[-2^63,2^63],总共 2^64 ,这么多对象实例,显然不宜全部缓存。至于 [-128,127] 之间数字 JDK 设计者认为这些数字使用频率高,个人认为这是一个经验值。

另外这个 cache可能会导致另外一个问题:锁共用。

上面代码看起来 A 类使用 along 这个对象锁,而 B 类使用 blong 这个对象锁,看起来两个风马牛不相及,但是实际上两个对象由于 Cache 机制,导致其实际上使用同一个对象,AB 共用同一把锁。

除了 Long#valueOf 方法中存在 Cache 以外,ByteShortIntegerCharacter 也存在相应的 Cache 值。其中 Integer 对象可以通过 -XX:AutoBoxCacheMax=<size> 改变 Cache 初始范围。

技术总结

通过自动装箱与拆箱机制,大大减少了数据类型转化的代码,但是同时带来一些隐藏的问题。这里我们需要记住:

  1. 所有对象之间不能使用 == 比较,需要使用 equals 代替,推荐使用 JDK7 提供的 Objects#equals 方法,该方法可以有效避免比较过程空指针问题
  2. 基本数据类型的包装类不适合当做锁对象

各位读者朋友们,请牢记这两个总结,不要踩中这两个坑哦。另外推荐大家安装一下 FindBugs 这个插件,通过这个插件扫描代码,可以找出代码中的相关缺陷。上面两个问题,通过 FindBugs都能扫描出来,简直神器。

对象比较问题:

锁问题

帮助文档

  1. Autoboxing and Unboxing『https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/data/autoboxing.html』
  2. 极客时间-『Java并发编程实战』专栏
欢迎关注我的公众号:程序通事,获得日常干货推送。如果您对我的专题内容感兴趣,也可以关注我的博客:studyidea.cn

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