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：

1. byte
2. short
3. int
4. long
5. float
6. double
7. char
8. boolean

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(this==obj);}

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.jar

6.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。

Integera=127;Integerb=127;System.out.println(a==b);// true，因为是同一个缓存对象Integerc=128;Integerd=128;System.out.println(c==d);// false，超出了缓存范围，是两个不同的new出来的对象Integere=newInteger(127);Integerf=127;System.out.println(e==f);// false，new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Integera=10;// 编译器实际翻译为：Integera=Integer.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Integerb=20;intnum=b;// 编译器实际翻译为：intnum=b.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。

Integerx=1;Integery=2;Integerz=3;System.out.println(z==x+y);// true

其他包装类同理：Double ↔ double、Boolean ↔ boolean 等