任何一个学过 Java 的人，肯定知道 int 是原始数据类型，Integer 是一个对象，他们之间可以自动地拆箱装箱。但，如果继续挖掘，仍然大有分析地余地。你，真的懂 int 和 Integer 了吗？
关于自动拆箱和装箱
我们都知道 int 和 Integer 可以自动相互转换，这是 Java 给我们提供的一种语法糖，但是，它是“怎么”转换的？在什么时候转换？是编译期还是运行期？
眼见为实，让我们编写一段代码来实际看看过程
public class TestClass {
public void inc () {
Integer integer = 1;
int unboxing = integer ++;
}
}
这是一段普通的代码，但它完整包含了三个动作：将一个原始数据类型转换成包装类型、将一个包装类型转换成一个原始数据类型、对一个包装类型进行直接的运算。
接下来通过 javap -verbose 指令解析编译后的 class 文件，以下是在我的电脑上的 JDK 1.8 版本解析的结果，看看编译过程发生了什么事
public void inc();
descriptor: ()V
flags: ACC_PUBLIC
Code:
stack=2, locals=5, args_size=1
0: iconst_1
1: invokestatic #2 // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;
4: astore_1
5: aload_1
6: astore_3
7: aload_1
8: invokevirtual #3 // Method java/lang/Integer.intValue:()I
11: iconst_1
12: iadd
13: invokestatic #2 // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;
16: dup
17: astore_1
18: astore 4
20: aload_3
21: invokevirtual #3 // Method java/lang/Integer.intValue:()I
24: istore_2
25: return
这是节选自 inc() 方法的一段字节码，查看它的操作指令及注释，可以得出结论
- 自动拆箱装箱是在编译期完成的
- javac 将装箱操作用
Integer.valueOf()代替了，将拆箱用Integer.intValue()代替了 - 包装对象的运算，要先拆箱成原始数据类型，进行运算完毕后再装箱
通过对这个反编译例子的研究，我们就明白，在以后编程中，需要进行大量计算的地方，应该使用原始数据类型，在性能敏感的场合，优先使用原始数据类型。
关于 Integer 源码
整体看一下 Integer 类的源码，可以发现这个类主要是由几个常量，两个装箱拆箱方法，一些进制转换方法，一些位操作方法组成。
其中有几个比较有意思的点，
- 类和常量都被 final 修饰了起来。
很容易由此联想到这是一个不可变类 (immutable），由此想到不可变类的设计原则：
- 类标识打上 final 标志
- 类变量使用 final 修饰
- 提供构造或者工厂方法设置类变量的初始值，不提供 set 方法
- 构造时，对引用类型使用深拷贝，避免外部不确定因素的影响
- 将集合改为不可变集合，比如使用 Java 9
List.of()方法
- 特别的常量
Integer 类除了提供最大、最小的常数外，还提供了位数和字节数的两个常量。后面这两个常量，值得提一下。
如果我们写过 c 或者 c++ 语言，就会知道，在这两种语言中， int 类型在 32 位和 64 位系统中是不确定的。而在 Java 中，我们无需担忧这种不同，因为在 Java 语言规范中明确规定了各种基本类型的长度。
https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se10/html/jls-4.html#jls-4.2
这也是 Java 实现它的承诺——一次书写，到处运行，的一个细节。
- 关于缓存
我们都知道 Java 自动缓存了一个小范围的整数值。并且都在无数的地方中看到了别人对这个范围的描述—— -128~127。但，如果读过了 Integer 的源码，你就会发现这是错误的说法。
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;
}
在生成缓存的这段代码中，我们注意到了一个细节，范围的下限确实是 -128，但上限是可以调节的。
如果我们的程序需要更大的缓存范围，我们可以通过在启动 JVM 时增加参数-XX:AutoBoxCacheMax=N，来设置这个缓存范围的上限。
对于缓存，还可以同样观察下其他基本类型的包装类，都同样做了一个小范围的缓存。
关于占用空间
如果我们要创建 10 万个整数，那么光是对象头的占用空间，Integer 就要比 int 多出一个数量级。这是对象机制不可避免带来的问题，我们在编写操作大量数据的代码时，也应该考虑占用空间的问题。
关于线程安全
我们都知道，不可变类是实现线程安全共享对象的一种方式。但是原始元素类型的运算就不是线程安全的。如果多个线程同时对一个 int 对象做运算，就可能引发并发问题。
如果有线程安全计算的需要，可以使用 AtomicInteger 这样的线程安全类进行计算。
但，如果不想涉及到类，想直接在原始数据类型上做并发操作，也是有办法的。Java 提供了 AtomicIntegerFieldUpdater 这样的类进行 cas 安全操作。下面是使用原始数据类型实现一个计数器的方式。
class CompactCounter {
private volatile long counter;
private static final AtomicLongFieldUpdater<CompactCounter> updater = AtomicLongFieldUpdater.newUpdater(CompactCounter.class, "counter");
public void increase() {
updater.incrementAndGet(this);
}
}
关于局限性
Java 走过了这么多年的历程，这种类型系统的设计已经是很久前的了，现在也逐渐暴露了一些缺点。
- 原始数据类型不能和泛型完美配合。
Java 的泛型机制，是一种伪泛型，它在编译期将类型转换为特定的类型。这就要求相应类型可以转换为 Object。
- 无法高效地表达数据
如果我们写过 python、scala。就会知道，这些语言中有 vector、tuple。极大地方便了我们编程，简洁了代码。
但是由于 Java 语言的实现机制，在对象数组中存放的是对象的引用，实际对象分散在堆内存的各个地方。这种方式虽然带来了极大的灵活性，但是却带来了数据操作的低效。
