Java 当中的常量池
在 Java 虚拟机 jvm 中, 内存分布为: 虚拟机堆, 程序计数器, 本地方法栈, 虚拟机栈, 方法区.
JVM 内存模型. PNG
程序计数器是 jvm 执行程序的流水线, 是用来存放一些指令的, 本地方法栈是 jvm 操作系统方法所使用的栈, 而虚拟机栈是用来执行程序代码的栈, 在方法区中有类变量, 类信息, 方法信息, 常量池 (符号的引用, 以表的形式存在的), 堆是虚拟机执行程序代码的所用的堆.
常量? 是一旦给定了值就无法改变的量, 用 final 修饰的成员变量为常量.
什么是 class 文件常量池?
我们知道在 class 文件中, 有类的版本信息, 字段信息, 方法, 接口等信息, 还有一个就是常量池, 这个就是 class 文件常量池了.
class 文件常量池主要用于存放的是什么呢?
存储的是编译生成的各种字面量和符号引用. 在计算机科学中, 字面量是用于表达源代码中固定值的表示法; 而符号引用是一组符号用来描述所引用的目标, 可以是任何形式的字面量, 只要使用时能够无歧义的定位到目标就行.
常量池是以表的形式存在 (表是用来存储字符串值的, 不存储符号引用), 实际可以分两种, 一种为静态常量池, 另一种为运行时常量池, 共有 11 中常量表, 常量池的每一个常量都代表一张表.
常量表
常量表类型 | 标志值 | 描述 |
---|---|---|
CONSTANT_Utf8 | 1 | UTF-8 编码的 Unicode 字符串 |
CONSTANT_Integer | 3 | int 类型的字面值 |
CONSTANT_Float | 4 | float 类型的字面值 |
CONSTANT_Long | 5 | long 类型的字面值 |
CONSTANT_Double | 6 | double 类型的字面值 |
CONSTANT_Class | 7 | 对一个类或者是接口的符号引用 |
CONSTANT_String | 8 | String 类型的字面值的引用 |
CONSTANT_Fieldref | 9 | 对一个字段的符号 |
CONSTANT_Methodref | 10 | 对一个类中方法的符号应用 |
CONSTANT_InterfaceMethodref | 11 | 对一个接口中方法的符号引用 |
CONSTANT_NameAndType | 12 | 对一个字段或方法的部分符号引用 |
常量池
- Integer integer1 = 127;
- Integer integer2 = 127;
- System.out.println(integer1 == integer2);
- // true
- Integer integer1 = 128;
- Integer integer2 = 128;
- System.out.println(integer1 == integer2);
- // false
在 Java 中符号 "==" 是用来比较地址, 符号 "equals" 默认是与符号 "==" 一样, 都是用来比较地址的.
- String string1 = "dashu";
- String string2 = "dashu";
- System.out.println(string1==string2);
- // true
- String string1 = "dashu";
- String string3 = new String("dashu");
- System.out.println(string1 == string3);
- // false
String str = new String("dashu"); 创建了几个对象呢?
答案是: 2 个或者 1 个.
在 new String("dashu");, 如果这个 "dashu" 字面值已经出现在常量池中, 那么就只出创建一个对象, 如果没有就创建两个对象.
原理: 出现了字面量 "dashu", 系统会到字符串常量池中查找是否有相同的字符串存在, 如果有, 就不会创建新的对象了, 否则就会用字面量值 "dashu", 创建一个 String 对象. 而 new String("dashu"), 有关键字 new 的存在, 就表示它一定会创建一个新的对象, 然后调用接收 String 参数的构造器进行初始化.
如果改为 string1 == string3.intern() 结果为 true, 因为返回的是常量池里面字面值的地址.
栈: 线程栈和本地方法栈
- // 源码
- public class Object{
- private static native void registerNatives();
- static{
- registerNatives();
- }
- }
- // 源码
- public boolean equals(Object obj){
- return (this == obj);
- }
- // 源码
- public String toString(){
- return getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(hasCode());
- }
- // 源码
- protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;
有 native 修饰符修饰的是通过 JNI 来调用 c 语言或是 c++ 执行的.
所有的类都是 Object 的子类.
万物皆对象
- // 源码注解
- Class {@code Object
- }
- is the root of the class hierarchy.Every class has {@code Object
- }
- as a superclass.All objects,
- including arrays,
- implements the methods of this class.@see java.lang Class@since JDK1.0
常量池:
Class 文件中存储所有常量
在 Java 中说过常量池可以分两种形态, 静态常量池和运行时常量池.
静态常量池就是 class 文件中的常量池有字符串字面量, 类信息, 方法的信息等, 占用了 class 文件较大部分的空间, 在常量池中主要存放的是字面量和符号引用量.
运行时常量池是 java 虚拟机在完成类加载后的操作, 将 class 文件中的常量池加载到内存中, 并保证在方法区, 我们口中的常量池是在方法区中运行的常量池, 运行时常量池具有动态性, 在运行期间也能产生新的常量放入池中, 就是上方写过的代码. 常量不一定要在编译期间产生, 也可以在运行期间产生新的产量放入到池中.
如下解析:
Java 虚拟机 jvm 在执行某个类的时候, 要经过类从加载到内存中, 到卸载为止.
整个过程为 加载, 验证, 准备, 解析, 初始化, 使用, 卸载.
加载,
验证, class 文件的版本是否能兼容当前的 Java 虚拟机版本, 然后 class 文件要满足虚拟机的规范.
准备, 需要准备什么呢?
就是要进行类成员的初始化为初始值, 其中为 final 修饰的类变量除外, final 变量就直接初始化为变量值, 而类成员不一样.
解析, 什么是解析呢?
就是把符号引用解析为直接引用, 就是我们变量 xxx, 这种代表变为直接引用, 什么是直接引用呢? 就是内存地址, 如我们常见的 xxx0203r0e, 这种.
初始化, 把关于 static 修饰的变量或者是 static 静态代码块按照顺序组成构造器进行初始化变量.
使用,
卸载
当类加载到内存后, jvm 会将 class 常量池中的内容存放到运行时常量池中, 所以运行时常量池每个类都有一个的.
class 常量池是存放字面量和符号的引用, 是对象的符号引用值, 经过解析就是把符号引用解析为直接引用, 在编译阶段存放的是常量的符号引用, 进行解析后就是直接引用了. 然后在全局常量池中保证每个 jvm 只有一份, 存放的是字符串常量的直接引用值.
如果改为 `string1 == string3.intern()` 结果为 true, 因为返回的是常量池里面字面值的地址.
String 类的 intern() 方法, 会在常量池中查找是否有一份 equal() 相等的字符串.
- String string1 = "dashu";
- String string3 = new String("dashu");
- System.out.println(string1==string3.intern());
如果常量池中没有这个 "dashu" 字面量, 那么就先把这个字面量 "dashu" 值, 先放入到常量表之后, 再返回常量表的地址.
常量池优点
常量池可以避免因频繁的创建和销毁对象, 从而导致系统性能的降低, 也实现了对象的共享, 即可以节省内存空间, 也可以节省运行的时间.
来源: http://www.jianshu.com/p/c7c45bb0da99