【Java面试笔记：基础】7.int和Integer有什么区别？

news2025/4/23 14:07:00

在Java中，int和Integer虽然都用于表示整数值，但它们在本质、用法和特性上有显著差异。

1. int 和 Integer 的区别

int：
- 原始数据类型：int 是 Java 的 8 个原始数据类型之一，用于表示整数。
- 性能优势：直接存储数值，不涉及对象创建和垃圾回收，性能更高。
- 线程安全：由于是值类型，不存在线程安全问题。
Integer：
- 包装类：Integer 是 int 的包装类，提供了对 int 类型数据的封装和操作。
- 自动装箱和拆箱：Java 5 引入了自动装箱（boxing）和自动拆箱（unboxing）功能，允许在 int 和 Integer 之间自动转换。
- 缓存机制：Integer 提供了值缓存机制，默认缓存范围是 -128 到 127。通过静态工厂方法 valueOf 实现缓存，减少对象创建。
- 不可变性：Integer 是不可变类，一旦创建，其值不能被修改。

2. 自动装箱和拆箱

自动装箱：将 int 类型的值自动转换为 Integer 对象（隐式调用Integer.valueOf()）。
```
Integer a = 100; // 自动装箱 → Integer.valueOf(100)
```
自动拆箱：将 Integer 对象自动转换为 int 类型的值（隐式调用intValue()）。
```
int b = a; // 自动拆箱 → a.intValue()
```
性能影响：虽然方便，但可能会引入额外的性能开销，尤其是在性能敏感的场合。

潜在风险：Integer为null时拆箱会抛出NullPointerException。

Integer num = null;
int value = num; // 抛出 NullPointerException

3. Integer 的缓存机制

默认缓存范围：-128 到 127。

Integer a = 127;
Integer b = 127;
System.out.println(a == b); // true（同一缓存对象）

Integer c = 128;
Integer d = 128;
System.out.println(c == d); // false（超出缓存范围，新建对象）

调整缓存范围：可以通过 JVM 参数 -XX:AutoBoxCacheMax=N 调整缓存上限值。
缓存实现：通过 IntegerCache 类实现，利用静态初始化块在程序启动时初始化缓存数组。

4. 原始数据类型和包装类的局限性

原始数据类型：不能直接使用 Java 泛型，因为泛型要求类型必须是对象。
包装类：虽然提供了更多功能，但创建对象的开销较大，尤其是在大量使用时。

5. 对象的内存结构

对象头：包含对象的运行时数据（如哈希码、锁状态标志等）和类型指针。
实例数据：存储对象的实际数据，包括继承的字段和定义的字段。
对齐填充：用于确保对象大小是 8 字节的倍数。

6. 性能优化建议

避免无意中的装箱和拆箱：在性能敏感的场合，尽量避免自动装箱和拆箱。
使用原始数据类型：在需要高性能的场景中，优先使用原始数据类型。
使用线程安全的原子类：如 AtomicInteger，用于线程安全的整数操作。
谨慎处理null：对Integer判空后再拆箱。
利用缓存：在-128到127范围内尽量复用Integer对象。

7. 示例代码

装箱拆箱陷阱

Integer num1 = 100;    // 自动装箱（缓存对象）
Integer num2 = 100;    // 复用缓存对象
System.out.println(num1 == num2); // true

Integer num3 = 200;    // 自动装箱（新建对象）
Integer num4 = 200;    // 自动装箱（新建对象）
System.out.println(num3 == num4); // false

空指针异常

Integer value = null;
// int result = value; // 拆箱抛出 NullPointerException
int result = (value != null) ? value : 0; // 安全处理

8. 使用场景总结

场景	推荐类型	理由
高频计算（如循环）	`int`	避免装箱拆箱开销，提升性能
集合存储（如`List`）	`Integer`	集合只能存储对象（泛型不支持基本类型）
数据库字段可能为`null`	`Integer`	用`null`表示缺失值
JSON序列化/反序列化	`Integer`	兼容`null`值，避免默认值冲突