Warum behandelt der Konstantenpool von Java Ganzzahlwerte für Zahlen größer als 127 unterschiedlich?

Konstantes Poolverhalten für ganze Zahlen: Die numerischen Grenzen verstehen

Traditionell ist Javas Konstantenpool dafür bekannt, String-Literale für identische Werte ähnlich zu behandeln. Das Verhalten des Konstantenpools für Ganzzahlen führt jedoch zu einem subtilen Unterschied. Während dies für Werte bis zu 127 gilt, unterscheidet es sich, wenn der Wert diesen Schwellenwert überschreitet.

Um diese Ungleichheit zu verstehen, ist es wichtig, den Unterschied zwischen Integer-Wrapper-Objekten und primitiven int-Werten zu erkennen. Wenn Sie ein ganzzahliges Literal im Bereich von -128 bis 127 deklarieren, wird es automatisch im Konstantenpool interniert. Folglich verweisen zwei Variablen, die demselben Wert zugewiesen sind, z. B. „Ganzzahl i1 = 127; Ganzzahl i2 = 127;“, auf dieselbe Objektreferenz, was dazu führt, dass das erwartete Ergebnis „i1 == i2“ als wahr ausgewertet wird.

Das Boxen eines int-Werts in ein Integer-Objekt ändert diese Dynamik jedoch völlig. Im Gegensatz zu Strings speichert der Constant Pool for Integers nur Literalwerte zwischen, was bedeutet, dass der Boxing-Vorgang selbst eine Zuordnung im Java-Heap initiiert. Betrachten Sie den folgenden Ausschnitt: „Integer i1 = new Integer(127); Integer i2 = new Integer(127);“. Obwohl beide Variablen denselben Wert darstellen, sind sie in diesem Fall nicht im Konstantenpool interniert und daher unterschiedliche Objekte. Diese Unterscheidung spiegelt sich darin wider, dass „i1 == i2“ als falsch ausgewertet wird.

Die Intrige entsteht nun, wenn ganzzahlige Literale den Schwellenwert von 127 überschreiten. Zu diesem Zeitpunkt interniert der Konstantenpool die Werte nicht mehr, unabhängig davon, ob sie eingerahmt sind oder nicht. Dies wird im Beispiel deutlich: „Integer i1 = 128; Integer i2 = 128;“, wobei sich beide Variablen auf unterschiedliche Objektinstanzen beziehen und „i1 == i2“ als falsch ausgewertet wird.

Die Begründung für diese Änderung im Verhalten liegt in der Implementierungspragmatik, die in der Java Language Specification (JLS) beschrieben ist. Während JLS eine Speicheroptimierung für einen kleinen Bereich gepoolter Werte garantiert, ermöglicht es nach Ermessen der Implementierung einen größeren Bereich. Die meisten Java Virtual Machines (JVMs) entscheiden sich für die Nutzung eines größeren Bereichs und nutzen Techniken wie Lazy oder Eager Caching, was zu Leistungssteigerungen führt, ohne die Verhaltenserwartungen für typische Anwendungsfälle zu beeinträchtigen.

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