java常见面试题：什么是装箱和拆箱？装箱和拆箱有哪些应用场景

装箱和拆箱是计算机科学中常用的术语，主要用于描述将数据从一种类型转换为另一种类型的操作。

装箱是将值类型转换为引用类型的过程。在装箱时，需要了解编译器内部的操作。首先，在托管堆中分配好内存，分配的内存量是值类型的各个字段需要的内存量加上托管堆上所有对象的两个额外成员（类型对象指针和同步块索引）需要的内存量。然后，值类型的字段复制到新分配的堆内存中。最后，返回托管堆中新分配对象的地址，这个地址就是这个对象的引用。

拆箱则是将已装箱的值类型实例（此时它已经是引用类型了）转化成值类型的过程。拆箱不是直接将装箱过程倒过来，拆箱的代价要比装箱低的多。拆箱其实就是获取一个指针的过程。如果包含了“对已装箱类型的实例引用”的变量为null时，会抛出一个NullReferenceException异常。

装箱和拆箱主要用于处理值类型和引用类型的转换，是计算机科学中非常重要的概念。

装箱和拆箱的应用场景主要有以下几种：

1. 集合框架：集合框架在Java中广泛应用，而自动装箱和拆箱允许我们在集合中存储基本数据类型，同时提供了面向对象的API。
2. 泛型：泛型也是拆箱和装箱的常见应用场景之一。泛型允许我们创建通用代码，但通常要求使用对象类型。拆箱和装箱使得可以在泛型代码中处理基本数据类型。
3. 包装类方法：包装类提供了一些与基本数据类型相关的方法，例如Integer的parseInt方法。这些方法接受字符串作为参数，将其转换为基本数据类型的值。

请注意，虽然装箱和拆箱提供了方便，但也可能引入性能开销。

再具体来说，首先，让我们更深入地理解这两个概念。

装箱：用于在垃圾回收堆中存储值类型。装箱是值类型到Object类型或到此值类型所实现的任何接口类型的隐式转换。装箱过程涉及到在托管堆中为值类型分配一个对象实例，并将该值复制到新的对象中。

1. 具体步骤：

a. 在托管堆中为新生成的引用对象分配内存，大小为值类型实例大小加上一个方法表指针和一个SyncBlockIndex。

b. 将值类型的数据拷贝到刚刚分配的内存中。

c. 返回托管堆中新分配对象的地址，这个地址就是一个指向对象的引用。
2. 应用场景：

a. 调用一个含类型为Object的参数的方法，该Object可支持任意为型，以便通用。

b. 一个非泛型的容器，同样是为了保证通用，而将元素类型定义为Object。
3. 注意事项：进行一次装箱要进行分配内存和拷贝数据这两项比较影响性能的操作。

拆箱：从object类型到值类型或从接口类型到实现该接口的值类型的显式转换。拆箱是从引用对象中取出值并赋值给一个位于线程堆栈上的值类型实例的过程。

1. 具体步骤：

a. 获取托管堆中属于值类型那部分字段的地址，这一步是严格意义上的拆箱。

b. 将引用对象中的值拷贝到位于线程堆栈上的值类型实例中。经过这2步，可以认为是同boxing是互反操作。严格意义上的拆箱，并不影响性能，但伴随这之后的拷贝数据的操作就会同boxing操作中一样影响性能。
2. 应用场景：当你需要将一个值类型（如Int32）传入时，需要拆箱。
3. 注意事项：检查对象实例，确保它是给定值类型的一个装箱值。

总的来说，装箱和拆箱是处理基本数据类型和引用数据类型之间转换的重要机制，尤其在处理泛型、集合和需要通用性的场合中特别重要。但是，由于涉及到内存分配和数据拷贝，它们可能会引入性能开销。因此，在使用时需要权衡考虑性能和便利性。