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Java 中 == 与 equals 的底层原理:从数据类型到 JVM 内存与 GC

Java 中 == 与 equals 的底层原理:从数据类型到 JVM 内存与 GC 结论对于基本类型 比数值对于引用类型 比地址 equals没重写比地址重写了比内容。来龙去脉1.数据类型Java数据类型 ├─ 基本类型8种 └─ 引用类型 ├─ 类 ├─ 接口 ├─ 数组 ├─ 枚举 └─ 注解1.1基本类型共 8 种不是对象没有equals()直接用比较值byteshortintlongfloatdoublecharboolean特点变量里直接存真实的值。1.2引用类型所有不是上面 8 个的全是引用类型类Integer、String、自定义类接口数组数组也是对象int[]是引用类型枚举注解特点变量里存对象在堆中的地址比较地址equals()用来比较对象内容。2.Object类的equals方法源码publicbooleanequals(Objectobj){return(thisobj);}可以看到底层默认就是用 比较地址但是对于Integer、String这些JDK已经定义好的类都重写了该方法用于比较值。3.JVM的内存结构上述提到基本类型在栈区引用类型在堆区这里引出了JVM的内存结构。运行时数据区域被划分为 5 个主要组件3.1方法区 (Method Area)所有类级别数据将被存储在这里包括静态变量。每个 JVM 只有一个方法区它是一个共享的资源。eg.被static final修饰的静态变量3.2堆区 (Heap Area)所有的对象和它们相应的实例变量以及数组将被存储在这里。每个 JVM 同样只有一个堆区。由于方法区和堆区的内存由多个线程共享所以存储的数据不是线程安全的。eg.ThreadLocalMap、-128到127缓存的对象实例3.3栈区 (Stack Area)对每个线程会单独创建一个运行时栈。对每个函数呼叫会在栈内存生成一个栈帧(Stack Frame)。所有的局部变量将在栈内存中创建。栈区是线程安全的因为它不是一个共享资源。栈帧被分为三个子实体局部变量数组 - 包含多少个与方法相关的局部变量并且相应的值将被存储在这里。操作数栈 - 如果需要执行任何中间操作操作数栈作为运行时工作区去执行指令。帧数据 - 方法的所有符号都保存在这里。在任意异常的情况下catch 块的信息将会被保存在帧数据里面。eg.基本类型、局部变量3.4PC 寄存器每个线程都有一个单独的 PC 寄存器来保存当前执行指令的地址一旦该指令被执行pc 寄存器会被更新至下条指令的地址。3.5本地方法栈本地方法栈保存本地方法信息。对每一个线程将创建一个单独的本地方法栈。4.JVM 的 GC 垃圾回收机制上述提到JVM的内存结构这就不得不引出JVM的GC机制。JVM的垃圾回收Garbage Collection机制是自动管理内存的一种机制它可以识别和回收不再使用的对象释放其占用的内存空间。以下是垃圾回收机制的介绍以及一些常见的垃圾回收算法4.1垃圾回收机制介绍垃圾回收器负责自动检测和回收不再使用的对象。它通过标记-清除、复制、标记-整理等算法来回收垃圾对象。垃圾回收过程包括标记、清除、整理和压缩等阶段。4.2常见的垃圾回收算法标记-清除算法Mark and Sweep首先标记出所有活动对象然后清除未标记的对象。复制算法Copying将可用内存分为两块每次只使用其中一块将存活对象复制到另一块中然后清除当前使用的块。标记-整理算法Mark and Compact标记出所有活动对象然后将活动对象向一端移动之后清理边界外的内存。分代收集算法Generational Collection将堆内存分为新生代和老年代并使用不同的回收算法。新生代通常使用复制算法老年代使用标记-清除或标记-整理算法。4.3默认的垃圾回收算法默认情况下HotSpot JVM使用分代收集算法。新生代使用复制算法其中的Eden区和Survivor区各占一部分并且采用了对象晋升机制。老年代使用标记-清除或标记-整理算法来回收内存。最简回答GC垃圾回收机制是指Java虚拟机自动管理内存的机制通过自动识别和回收不再使用的对象释放对应的内存资源以避免内存泄漏和提高程序性能。5.JVM的调优既然提到JVM不得不引入JVM调优了。一般调优通常优先对堆内存空间进行调整-Xms表示初始堆内存大小(默认为物理内存的1/64-Xmx表示最大分配对内存大小(默认为物理内存的1/4)举例物理内存4G运行JAR包时可指定堆内存参数java-Xmx3.2g-Xms1g-jarxxx.jar6.包装类缓存在 java.lang.Integer 类中有一个静态内部类叫做 IntegerCache。当通过自动装箱Autoboxing或者调用 Integer.valueOf(int) 创建对象时如果数值在 -128 到 127 之间这是默认范围JVM 不会去堆Heap中创建新的对象而是直接返回 IntegerCache 中预先初始化好的数组里的对象实例。Integera127;Integerb127;System.out.println(ab);// true因为是同一个缓存对象Integerc128;Integerd128;System.out.println(cd);// false超出了缓存范围是两个不同的new出来的对象IntegerenewInteger(127);Integerf127;System.out.println(ef);// falsenew出来的对象在堆中不走缓存7.自动装箱/拆箱7.1自动装箱基本类型 → 包装类把基本类型赋值给包装类引用变量编译器自动调用Integer.valueOf()// 自动装箱Integera10;// 编译器实际翻译为IntegeraInteger.valueOf(10);7.2自动拆箱包装类 → 基本类型包装类对象赋值给基本类型变量编译器自动调用.intValue()// 自动拆箱Integerb20;intnumb;// 编译器实际翻译为intnumb.intValue();包装类做算术运算 - * /时会先自动拆箱成对应的基本类型再做计算。Integerx1;Integery2;Integerz3;System.out.println(zxy);// true其他包装类同理Double ↔ double、Boolean ↔ boolean 等
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