Autoboxing и unboxing в Java

1. Что такое автоупаковка и распаковка
2. Объекты классов оболочек неизменяемые
3. Кэширование объектов классов оболочек

1. Что такое автоупаковка и автораспаковка

Автоупаковка (autoboxing) и автораспаковка (unboxing) это процесс преобразования примитивных типов в объектные и наоборот. Весь процесс выполняется автоматически средой выполнения Java (JRE). 

public class AutoBoxExample1 {
    public static void main(String[] args) {
        Integer iOb = 100; // упаковать значение int
        int i = iOb; // распаковать
        System.out.println(i + " " + iOb);
    }
}

Автоупаковка происходит при прямом присвоении примитива классу обертке (с помощью оператора "="), либо при передаче примитива в параметры метода.

Распаковка происходит при прямом присвоении примитиву класса обертки.

Компилятор использует метод valueOf() для упаковки, а методы intValue(), doubleValue() и так далее, для распаковки.

Автоупаковке в «классы обертки» могут быть подвергнуты как переменные примитивных типов, так и литералы:

Integer iOb1 = 100;
int i = 200;
Integer iOb2 = i;

Автоупаковка переменных примитивных типов требует точного соответствия типа исходного примитива — типу «класса обертки».

Например, попытка автоупаковать переменную типа byte в Short, без предварительного явного приведения byte->short вызовет ошибку компиляции:

byte b = 4;
// Short s1 = b;
Short s2 = (short) b;

Автоупаковку можно использовать при вызове метода:

public class AutoBoxAndMethods {
    static int someMethod(Integer value) {
        return value;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Integer iOb = someMethod(100);
        System.out.println(iOb);
    }
}

Внутри выражения числовой объект автоматически распаковывается. Выходной результат выражения при необходимости упаковывается заново:

public class AutoBoxAndOperations {
    public static void main(String[] args) {
        Integer iOb1, iOb2;
        int i;

        iOb1 = 100;

        iOb2 = iOb1 + iOb1 / 3;
        System.out.println("iOb2 после выражения: " + iOb2);

        i = iOb1 + iOb1 / 3;
        System.out.println("i после выражения: " + i);
    }
}

С появлением автоупаковки/распаковки стало возможным применять объекты Boolean для управления в операторе if и других циклических конструкциях Java:

public class AutoBoxAndCharacters {
    public static void main(String[] args) {
        Boolean b = true;

        if (b) {
            System.out.println("В if тоже можно использовать распаковку.");
        }

        Character ch = 'x';
        char ch2 = ch;

        System.out.println("ch2 = " + ch2);
    }
}

До Java 5 работа с классами обертками была более трудоемкой:

public class AutoBoxExample2 {
    public static void main(String[] args) {
        Integer y = new Integer(567); 
        int x = y.intValue(); 
        x++; 
        y = new Integer(x); 
        System.out.println("y = " + y); 
    }
}

Перепишет тот же пример для работы с классами начиная с Java 5:

public class AutoBoxExample3 {
    public static void main(String[] args) {
        Integer y = new Integer(567);
        y++;
        System.out.println("y = " + y);
    }
}

2. Объекты классов оболочек неизменяемые

Объекты классов оболочек неизменяемые (immutable):

public class AutoBoxImmutability {
    public static void main(String[] args) {
        Integer y = 567;
        Integer x = y;
        // проверяем, что x и y указывают на один объект
        System.out.println(y == x);

        y++;
        System.out.println(x + " " + y);
        // проверяем, что x и y указывают на один объект
        System.out.println(y == x);
    }
}

Рассмотрим следующий пример:

Integer y = 567;

Переменная y указывает на объект в памяти:

Если мы попытаемся изменить y, у нас создастся еще один объект в памяти, на который теперь и будет указывать y:

Integer y = 567; 
y++; 

3. Кэширование объектов классов оболочек

Метод valueOf() не всегда создает новый объект. Он кэширует следующие значения:

• Boolean, 
• Byte,
• Character от\u0000 до \u007f (7f это 127),
• Short и Integer от-128 до 127.

Если передаваемое значение выходит за эти пределы, то новый объект создается, а если нет, то нет.

Если мы пишем new Integer(), то гарантированно создается новый объект.

Рассмотрим это на следующем примере:

public class AutoBoxExampleCaching {
    public static void main(String[] args) {
        Integer i1 = 23;
        Integer i2 = 23;
        System.out.println(i1 == i2);
        System.out.println(i1.equals(i2));

        Integer i3 = 2300;
        Integer i4 = 2300;
        System.out.println(i3 == i4);
        System.out.println(i3.equals(i4));
    }
}