具体现象及原理

这是一个挺有意思的讨论话题。

如果你运行下面的代码：

Integer a = 1000, b = 1000;  
System.out.println(a == b);
Integer c = 100, d = 100;  
System.out.println(c == d);

你会得到

false
true

基本知识：我们知道，如果两个引用指向同一个对象，用==表示它们是相等的。如果两个引用指向不同的对象，用==表示它们是不相等的，即使它们的内容相同。

因此，后面一条语句也应该是false 。

这就是它有趣的地方了。如果你看去看 Integer.java 类，你会发现有一个内部私有类，IntegerCache.java，它缓存了从-128到127之间的所有的整数对象。

/**
     * 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;
            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() {}
    }

所以事情就成了，所有的小整数在内部缓存，然后当我们声明类似下面变量的时候，

Integer c = 100;

它会进行自动装箱，实际上在内部调用了Integer.valueOf方法：

Integer i = Integer.valueOf(100);

现在，如果我们去看valueOf()方法，我们可以看到

public static Integer valueOf(int i) {
    if (i >= IntegerCache.low && i
    		return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
    return new Integer(i);
}

如果值的范围在-128到127之间，它就从高速缓存返回实例。

Integer c = 100, d = 100;

指向了同一个对象。

这就是为什么我们写

System.out.println(c == d);

我们可以得到true。

现在你可能会问，为什么这里需要缓存？

合乎逻辑的理由是，在此范围内的“小”整数使用率比大整数要高，因此，使用相同的底层对象是有价值的，可以减少潜在的内存占用。

借助反射小实验

public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
    Class[] caches = Integer.class.getDeclaredClasses();
    Class cache = Integer.class.getDeclaredClasses()[0]; 
    Field myCache = cache.getDeclaredField("cache"); 
    myCache.setAccessible(true);
    Integer[] newCache = (Integer[]) myCache.get(cache); 
    newCache[132] = newCache[133]; 
    int a = 2;
    int b = a + a;
    System.out.printf("%d + %d = %d", a, a, b);
}

输出的是

2 + 2 = 5

详细解释

//获取Integer.class下所有的类，Integer.class只有一个内部类就是IntegerCache.class
Class[] caches = Integer.class.getDeclaredClasses();
//取出第一个类，也就是IntegerCache.class
Class cache = Integer.class.getDeclaredClasses()[0]; 
//获取IntegerCache类下的cache字段
Field myCache = cache.getDeclaredField("cache"); 
//设置可以访问，可以修改值
myCache.setAccessible(true);
//获取cache字段的具体值
Integer[] newCache = (Integer[]) myCache.get(cache);
//将数组的第132个数值更改为第133个数值的值。第132个值原本为4，第133个值为5
newCache[132] = newCache[133]; 
//从IntegerCache类中cache数组取出值来。IntegerCache.cache[2 + (-IntegerCache.low)]，IntegerCache.low值为-128，此时取的是下标130处的值，为2
int a = 2;
//a+a的值为4，IntegerCache.cache[4 + (-IntegerCache.low)]，IntegerCache.low值为-128，此时取的是下标132处的值，已经修改为5，此时b的值已经是5
int b = a + a;
//此时就会出现，2 + 2 = 5 的情况，归根结底还是IntegerCache中cache数组缓存的原因，-128~127之间的数值都从缓存中取值
System.out.printf("%d + %d = %d", a, a, b);