Warum behandelt der Java-Konstantenpool Ganzzahlen zwischen -128 und 127 unterschiedlich?

Das Rätsel des Integer-Konstantenpools: Die Grenze bei 127

Der Java-Konstantenpool enthält ein Array von Literalen, die in einer Klassendatei verwendet werden , einschließlich ganzzahliger Konstanten. Das eigenartige Verhalten dieser ganzzahligen Konstanten beim Wert 127 hat jedoch viele verwirrt. Lassen Sie uns in das Geheimnis eintauchen und die Gründe für dieses Phänomen aufdecken.

Die Mechanik des Constant Pool ähnelt der des String Constant Pool, bei dem nur String-Literale zur Kompilierungszeit interniert sind. Bei ganzzahligen Wrapper-Typen nutzt jedoch jede Boxoperation, unabhängig davon, ob es sich um eine Konstante zur Kompilierungszeit handelt oder nicht, den Pool, wenn der Wert qualifiziert ist.

Dieses scheinbar harmlose Detail führt zu einer erheblichen Verhaltensänderung nach dem ganzzahliger Schwellenwert von 127. Zum Beispiel:

int x = 10;
int y = x + 1;
Integer z = y; // Not a compile-time constant!
Integer constant = 11;
System.out.println(z == constant); // true; reference comparison

Gemäß der Java Language Specification (JLS) garantiert der Konstantenpool einen kleinen Bereich gepoolter Werte. Implementierungen bieten jedoch die Flexibilität, diesen Bereich zu erweitern. Dies erklärt, warum das Verhalten bei verschiedenen Java Virtual Machines (JVMs) nicht einheitlich ist.

Interessanterweise schreibt JLS vor, dass das Boxen bestimmter Grundwerte, einschließlich Ganzzahlen zwischen -128 und 127, immer eine identische Referenz ergeben muss. Dies stellt ein vorhersehbares Verhalten in gängigen Szenarien sicher, ohne dass ein erheblicher Leistungsaufwand entsteht.

Zum Beispiel zeigt das folgende Codefragment, das die statische valueOf-Methode zum manuellen Durchführen des Boxens verwendet, dasselbe Verhalten:

Integer x = Integer.valueOf(100);
Integer y = Integer.valueOf(100);
System.out.println(x == y); // true

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Verhalten des ganzzahligen Konstantenpools um 127 herum durch die im JLS festgelegten Regeln bestimmt wird. Während gängige Implementierungen Werte in diesem Bereich zwischenspeichern, können sie je nach JVM geringfügige Abweichungen aufweisen. Das Verständnis dieses Verhaltens ist entscheidend für die genaue Interpretation von Code und die Optimierung der Leistung in Java-Anwendungen.

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