Integerでのキャッシュプールの説明

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1. はじめに
2. 実施原則
3. キャッシュ範囲を変更する

1. はじめに

整数バッファープーリングは、整数オブジェクトの再利用とパフォーマンスを向上させるために使用される最適化手法です。Javaでは、整数値の場合、-128～127間の整数オブジェクトは再利用のためにキャッシュプールに入れられます。これは、この範囲の整数値が頻繁に使用されるため、これらのオブジェクトを再利用するとメモリが節約され、パフォーマンスが向上します。オートボクシングメカニズムを使用して整数オブジェクトを作成する場合、オブジェクトの値がキャッシュプールの範囲内にある場合は、新しいオブジェクトを作成する代わりに、キャッシュプール内のオブジェクトが直接返されます。この機能は、Integer.valueOf(int) メソッドを呼び出すことで実現できます。

キャッシュの最大値は JVM-XX:AutoBoxCacheMax= を設定することで変更できますが、最小値は変更できません。

2. 実施原則

基本的な実装原則は、int が自動的にボックス化されると、IntegervalueOf が呼び出され、IntegerCache が使用されるということです。

    public static Integer valueOf(String s) throws NumberFormatException {
    
    
        return Integer.valueOf(parseInt(s, 10));
    }

複雑な手順はそれほど多くなく、指定された値が指定範囲内にあるかどうかを判断し、範囲内にある場合は、IntegerCache から事前に初期化されたキャッシュ値を取得するだけです。

これらのキャッシュされた値は静的ブロックで初期化されます。

/**
     * Cache to support the object identity semantics of autoboxing for values between
     * -128 and 127 (inclusive) as required by JLS.
     *
     * The cache is initialized on first usage.  The size of the cache
     * may be controlled by the {@code -XX:AutoBoxCacheMax=<size>} option.
     * During VM initialization, java.lang.Integer.IntegerCache.high property
     * may be set and saved in the private system properties in the
     * sun.misc.VM class.
     */

    private static class IntegerCache {
    
    
        static final int low = -128;
        static final int high;
        static final Integer cache[];

        static {
    
    
            // high value may be configured by property
            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);
                    // Maximum array size is 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;
            //创建要缓存的值
            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;
        }

        private IntegerCache() {
    
    }
    }

ここで別の興味深いインタビューの質問があります。つまり、Integer クラスでは、127 以内の値を持つ 2 つの Integer オブジェクトは等しいとみなされますが、127 を超える値は等しくありません。これは、Java では、-128 から 127 までの値を持つ整数オブジェクトの場合、IntegerCache 内の事前に初期化されたオブジェクトが使用されるためです。したがって、数値がその範囲内にある場合、それらは実際には同じオブジェクトであるため、等価比較は true を返します。この動作は、Integer クラスだけでなく Long クラスにも当てはまります。

    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);
    }

10 進数型の Float および Double には、整数型のようなキャッシュメカニズムがありません。10 進数型の値の範囲は非常に広いため、考えられるすべての値を事前にキャッシュすることは不可能です。したがって、Float 型および Double 型のオブジェクトの等価比較は、オブジェクトへの参照ではなく、実際の値に基づいて行われます。したがって、2 つの Float オブジェクトまたは 2 つの Double オブジェクトが同じ数値を持つ場合でも、それらは等しいとはみなされません。