我们知道Java是面向对象的语言，号称一切皆对象，但是有8种原始数据类型（boolean、byte 、short、char、int、float、double、long）需要除排除在外。
在面试过程中经常会遇到，考察原始数据类型和其包装类语言特性的问题。
本文就以原始数据类型int和其包装类Integer为例进行讲解，主要包含以下几个方面的内容：
1.Integer的不可变性
2.自动装箱和自动拆箱(boxing/unboxing）
3.Integer的缓存值
4.使用Integer注意的事项
一.Integer的不可变性
A.什么是不可变对象？
如果一个对象，在它创建完成之后，不能再改变它的状态，那么这个对象就是不可变的。
前面讲解的字符串String是不可变对象，另外8种包装类型也都是不可变对象，其中自然包括Integer。
B.Integer如何实现不可变
1.Integer类定义使用final修饰，不能被继承，这样Integer的所有方法就不能被重写；
2.存储数据的字段声明为private final int value，使用private final修饰，value的值构造函数初始化后不能被修改。
C.Integer不可变带来的好处
1.Integer只有设计成不可变的对象，才能为其建立缓存值（后面会相信讲解），以达到节约内存的目的；
2.Integer是不可变的，必然是线程安全的，这样同一个Integer对象就可以被多个线程安全地共享，而且不需要任何同步操作；
3.Integer是不可变的，可以保证信息的安全。比如我们使用Integer来保存服务器某个服务的端口，如果我们可以轻易地把Integer对象改变为其他数值，这会给产品的可靠性带来严重的问题。
D.举例说明：
上面代码执行结果：
number和numberToIncrease两个变量的内存示意图，如下图所示：
1. 执行number = 1的时候，number执行value = 1的Integer对象；
2. 调用increase方法，number作为实参传给numberToIncrease，此时 number和numberToIncrease都指向了value = 1的Integer对象；
3. 执行numberToIncrease = numberToIncrease + 1；numberToIncrease就指向了value = 2的Integer对象，但是number的指向不变，还是原来value = 1的Integer对象。
最终，有了上面的执行结果。
二.自动装箱和自动拆箱(boxing/unboxing）
Java中的自动装箱和拆箱操作是通过语法糖实现的。什么是语法糖？
语法糖，是指计算机语言中添加的某种语法，这种语法对语言的功能并没有影响，但是更方便程序员使用。
通常来说使用语法糖能够增加程序的可读性，从而减少程序代码出错的机会。
在讲解自动装箱和自动拆箱操作之前，先说明一下装箱和拆箱的概念：
装箱：把Java原始数据类型（如：int）转化为其对应的包装类型（如：Integer）的过程我们称为装箱操作；
拆箱：把Java包装类型(如：Integer)转化为其对应的原始数据类型（如：int）的过程我们称为拆箱操作。
下面举个例子，说明一下装箱和拆箱的操作，例1：
1. main方法的第一行，代码中的0是int类型，当赋值给Integer类型的sum变量时，调用了Integer.valueOf将int类型转换成Integer类型，这个过程就是装箱；
2. main方法的第二行，sum要进行加法操作时，Integer类型无法直接进行加法操作，先执行sum.intValue()变成int后，再进行加法操作，而转化为int的过程就是拆箱；
3. main方法的第二行，当需要把加1的结果，再赋值给sum的时，再次调用Integer.valueOf进行类型转换，又进行了一次装箱操作。
当然平时我们很少会写上面那种臃肿的代码，常用的写法如下，例2：
但是我们查看这两个类main方法的字节码，结果完全一致，如下所示：
从上面的字节码可以看出：
虽然例2中的代码中没有显式地去调用Integer.valueOf和Integer.intValue方法。
但是编译后的class文件中，却有这两个方法的隐式调用，而这个隐式调用过程就是自动装箱和自动拆箱的操作。
自动装箱：当一个Integer类型的值，需要变成int的时候（比如要进行加法运算），Java编译器会加入Integer.intValue()的方法调用，将Integer类型自动转换成int；
自动拆箱：当一个int的值，需要变成Integer的时候（比如把int类型的值赋值给Integer），Java编译器会加入一段Integer.valueOf(int i)的方法调用，把int类型自动转换为Integer类型。
三.Integer的缓存值
关于Integer的值缓存，涉及到Java 5的一个改进。在Java 5之前，构建Integer对象的传统方式是，直接调用其构造函数创建出一个新的对象。
但是根据实践的结果，我们发现大部分int数值运算的结果都集中在有限的、较小的数值范围内。
因此，在Java 5在Integer类上新增了一个valueOf的静态工厂方法，在调用它的时候会利用一个缓存机制，最终带来了明显的性能改进。
我们先看看下面的代码，猜测一下代码执行的结果，代码如下：
代码执行结果如下：
当没有读过Integer的源码，看到上面的结果，是不是会很惊讶。
为什么a和b赋值为1，进行==判断返回true，而c和d赋值为128，进行==判断就返回false了呢？
前面了解了自动装箱操作后，我们知道，当把int型的值，赋值为Integer类型的时候，会调用Integer.valueOf进行自动装箱操作，奥秘应该就是在Integer.valueOf方法中，源码如下：
当传入的参数i大于等于IntegerCache.low并且小于等于IntegerCache.high时，则从IntegerCache.cache中取值；
而其他情况下则新创建一个Integer对象。
IntegerCache的low和high是多少，还有cache又是什么呢，接着读一下IntegerCache的源码：
通过上面的代码，我们得出下面结论：
1.low的值是固定为-128；
2.high的默认值是127，但是可以通过java.lang.Integer.IntegerCache.high这个property进行设置。
最终取127和设置值中的较大值，并且取Integer.MAX_VALUE - (-low) -1和设置值中的较小值，作为最终的high的值；
3.最后根据low和high的值，对cache进行初始化，其cache[0] = -128，cache[cache.length - 1] = high。
还是上面的代码，如果加上JVM参数-Djava.lang.Integer.IntegerCache.high=128后再次执行，结果如下：
通过JVM参数，IntegerCache缓存的最大值设置为128，128也进行了缓存，c == d就由原来的false变成了true。
四.使用Integer注意的地方
1.使用int类型替换Integer进行数值计算
Integer类型无法直接进行数值计算，在计算之前需要进行拆箱变成int后进行计算，在计算之后赋值给Integer类型的时候又要进行装箱操作。
大量的装箱和拆箱操作非常浪费CPU和内存，下面代码对比一下二者的效率，代码如下：
上面代码执行结果如下所示：
computeByInt方法中，直接对int变量进行操作；
而computeByInteger方法中，sum = sum + 1，有一次自动装箱和一次自动拆箱操作，极大地影响了性能。
从最终的结果来看，两者之前有成千上万倍的性能差异。
2.使用int[]数组替换Integer[]和ArrayList
我们知道Java的对象都是引用类型，如果是一个原始数据类型数组，它在内存里是一段连续的内存；
而对象数组则不一样，数据存储的是引用，对象往往是分散地存储在堆的不同位置。
这种设计虽然带来了极大灵活性，但是也导致了数据操作的低效，尤其是无法充分利用现代CPU缓存机制。
下面举个例子说明二者性能的差异：
上面代码运行结果如下：
从运行结果上看，sumInt方法和sumInteger两个方法的性能差异巨大，主要有两个原因：
1. sumInteger进行加法操作的时候，多了一次拆箱操作；
2. int[]数组内数据存储是连续的，可以充分利用现代CPU缓存机制，而Integer[]中每个元素的intValue值，就分散地存储在堆的不同位置，无法充分利用CPU缓存机制，导致性能损失。
所以，使用原始数据类型替换包装类，使用数组替换动态数组（如ArrayList），在性能极度敏感的场景往往具有比较大的优势，一些追求极致性能的产品或者类库，会极力避免创建过多对象。
当然，在大多数纯业务功能代码里，并没有必要这么做，还是以开发效率优先。
