int 和 Integer 缓存的实现主要包括两个方面: 整型常量池以及自动装箱和拆箱机制。下面将详细介绍这两个方面的实现。

整型常量池
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Java 为节约内存空间和提高性能,对整型数值进行了缓存。在 Java 中,整数常量池的范围是 -128 到 127。当使用字面量方式创建整型对象时,如果该值在整数常量池的范围内,则会直接从常量池中返回已存在的对象,而不会重新创建新的对象。例如:

Integer a = 100;
Integer b = 100;
System.out.println(a == b); // 输出 true

Integer c = 200;
Integer d = 200;
System.out.println(c == d); // 输出 false
Java

在上述代码中,由于 100 在整型常量池的范围内,所以 a 和 b 都指向同一个对象,因此 a == b 的结果为 true。而 200 不在整型常量池范围内,所以 c 和 d 分别指向不同的对象,因此 c == d 的结果为 false。

自动装箱和拆箱机制
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自动装箱是指将基本数据类型自动转换为对应的包装类型,而自动拆箱则是指将包装类型自动转换为对应的基本数据类型。这个机制也与 Integer 的缓存有关。

当使用自动装箱的方式创建 Integer 对象时,如果数值在整数常量池的范围内,会直接从缓存中返回已存在的对象。而对于超出整数常量池范围的数值,会创建新的 Integer 对象。例如:

Integer a = 100;
Integer b = Integer.valueOf(100);
System.out.println(a == b); // 输出 true

Integer c = 200;
Integer d = Integer.valueOf(200);
System.out.println(c == d); // 输出 false
Java

在上述代码中,a 和 b 使用自动装箱方式创建,由于 100 在整数常量池范围内,所以 a 和 b 指向同一个对象,因此 a == b 的结果为 true。c 和 d 使用 valueOf 方法创建,由于 200 不在整数常量池范围内,所以 c 和 d 分别指向不同的对象,因此 c == d 的结果为 false。

总结
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通过使用整型常量池以及自动装箱和拆箱机制,Java 可以在一定程度上减少内存的使用和提高性能。但需要注意的是,在具体应用中,尤其是涉及到大量整型对象的创建时,应该避免过度依赖缓存机制,以免出现不可预期的结果。同时,在比较两个 Integer 对象时,建议使用 equals 方法而不是使用 "==" 操作符,以避免因缓存机制带来的误判。

总之,int 和 Integer 的缓存机制通过整型常量池和自动装箱和拆箱机制实现。整型常量池可以减少对象的创建,提高性能;自动装箱和拆箱机制可以方便地在基本数据类型和包装类型之间进行转换。但在具体应用中,需要注意合理使用,避免对缓存机制过度依赖。