Java常量池詳解

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java中有幾種不同的常量池，以下的內容是對java中幾種常量池的介紹，其中最常見的就是字符串常量池。

（1）class常量池

在Java中，Java類被編譯後就會形成一份class文件；class文件中除瞭包含類的版本、字段、方法、接口等描述信息外，還有一項信息就是常量池，用於存放編譯器生成的各種字面量和符號引用，每個class文件都有一個class常量池。

其中字面量包括：1.文本字符串 2.八種基本類型的值 3.被聲明為final的常量等；

符號引用包括：1.類和方法的全限定名 2.字段的名稱和描述符 3.方法的名稱和描述符。

（2）運行時常量池

運行時常量池存在於內存中，也就是class常量池被加載到內存之後的版本，是方法區的一部分（JDK1.8 運行時常量池在元空間，元空間也是方法區的一種實現）。不同之處是：它的字面量可以動態的添加(String類的intern()),符號引用可以被解析為直接引用。

JVM在執行某個類的時候，必須經過加載、連接、初始化，而連接又包括驗證、準備、解析三個階段。而當類加載到內存中後，jvm就會將class常量池中的內容存放到運行時常量池中，這裡所說的常量包括：基本類型包裝類（包裝類不管理浮點型，整形隻會管理-128到127）和字符串類型（即通過String.intern()方法可以強制將String放入常量池），運行時常量池是每個類私有的。在解析階段，會把符號引用替換為直接引用。

（3）基本類型包裝類常量池

Java 基本類型的包裝類的大部分都實現瞭常量池技術。Byte,Short,Integer,Long這 4 種包裝類默認創建瞭數值 [-128,127] 的相應類型的緩存數據，Character創建瞭數值在[0,127]范圍的緩存數據，Boolean直接返回True或False，如果超出對應范圍就會去創建新的對象。兩種浮點數類型的包裝類Float,Double並沒有實現常量池技術。

Integer 緩存源碼：

/**
*此方法將始終緩存-128 到 127（包括端點）范圍內的值，並可以緩存此范圍之外的其他值。
*/
public static Integer valueOf(int i) {
    if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
      return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
    return new Integer(i);
}
private static class IntegerCache {
    static final int low = -128;
    static final int high;
    static final Integer cache[];
}

舉個栗子：

Integer i1 = 40;
  Integer i2 = 40;
  Integer i3 = 0;
  Integer i4 = new Integer(40);
  Integer i5 = new Integer(40);
  Integer i6 = new Integer(0);
  System.out.println("i1=i2   " + (i1 == i2));
  System.out.println("i1=i2+i3   " + (i1 == i2 + i3));
  System.out.println("i1=i4   " + (i1 == i4));
  System.out.println("i4=i5   " + (i4 == i5));
  System.out.println("i4=i5+i6   " + (i4 == i5 + i6));   
  System.out.println("40=i5+i6   " + (40 == i5 + i6));

結果：

i1=i2         true
i1=i2+i3   true
i1=i4        false
i4=i5        false
i4=i5+i6   true
40=i5+i6   true

解釋：1-4語句結果應該很顯然，因為Integer i1=40 這一行代碼會發生裝箱，也就是說這行代碼等價於 Integer i1=Integer.valueOf(40)，Integer.valueOf()方法基於減少對象創建次數和節省內存的考慮，緩存瞭[-128,127]之間的數字，如果在此數字范圍內直接返回緩存中的對象。在此之外，直接new出來，顯然40在常量池的緩存[-128,127]范圍內；因此，i1 直接使用的是常量池中的對象。而Integer i1 = new Integer(40) 會直接創建新的對象；語句 i4 == i5 + i6，因為+這個操作符不適用於 Integer 對象，首先 i5 和 i6 進行自動拆箱操作，進行數值相加，即 i4 == 40。然後 Integer 對象無法與數值進行直接比較，所以 i4 自動拆箱轉為 int 值 40，最終這條語句轉為 40 == 40 進行數值比較，所以結果為true。第六條語句同理。

額外說明：所有整型包裝類對象之間值的比較，全部使用 equals 方法比較。

對於Integer var = ?在-128至127之間的賦值，Integer對象是在 IntegerCache.cache產生，會復用已有對象，這個區間內的Integer值可以直接使用==進行判斷，但是這個區間之外的所有數據，都會在堆上產生，並不會復用已有對象，推薦使用equals方法進行判斷。

（4）字符串常量池

在JDK1.6及之前版本，字符串常量池存放在方法區中的，在JDK1.7版本以後，字符串常量池被移到瞭堆中瞭。

HotSpot VM裡，記錄interned string的一個全局表叫做StringTable，它本質上就是個HashSet<String>；這個StringTable在每個HotSpot VM的實例隻有一份，被所有的類共享。

註意：它隻存儲對java.lang.String實例的引用，而不存儲String對象的內容

字符串常量池和上面的基本類型包裝類常量池有些不同，字符串常量池中沒有事先緩存一些數據，而是如果要創建的字符串在常量池內存在就返回對象的引用，如果不存在就創建一個放在常量池中；

在Java中，有兩種創建字符串對象的方法，一種是字面量直接創建，另一種是new一個String對象，這兩種方法創建字符串對象的過程會不一樣；

(1)String str = "abc";
(2)String str = new String("abc");

如果是第一種方式創建對象，因為是字面量直接創建，所以在編譯的時候是確定的，如果該字符串不在常量池中會將該字符串放入常量池中並返回字符串對象的引用，如果在常量池中直接返回字符串對象的引用，如果是第二種方式創建對象，因為要創建String類型的對象，String對象是在運行時才加載到內存的堆中的，屬於運行時創建，所以要先在堆中創建一個String對象，再去常量池中尋找是否有相同的字符串，如果有就返回堆中Sring對象的引用，如果沒有則在將該字符串加入常量池中。

舉個栗子：

比較下列兩種創建字符串的方法：

String str1 = new String(“abc”);

String str2 = “abc”;

答案：第一種是用new()來新建對象的，它會在存放於堆中。每調用一次就會創建一個新的對象。 運行時期創建 。

第二種是先在棧中創建一個對String類的對象引用變量str2，然後通過符號引用去字符串常量池裡找有沒有”abc”,如果沒有，則將”abc”存放進字符串常量池，並令str2指向”abc”，如果已經有”abc” 則直接令str2指向“abc”。“abc”存於常量池在 編譯期間完成 。

String s = new String(“abc”)
這條語句創建瞭幾個對象?

答案：共2個。第一個對象是”abc”字符串存儲在常量池中，第二個對象在Java Heap中的 String 對象。這裡不要混淆瞭s是放在棧裡面的指向瞭Heap堆中的String對象。

String s1 = new String(“s1”) ;

String s1 = new String(“s1”) ;

上面一共創建瞭幾個對象？

答案：3個 ,編譯期常量池中創建1個,運行期堆中創建2個.（用new創建的每new一次就在堆上創建一個對象，用引號創建的如果在常量池中已有就直接指向，不用創建）

總結

本篇文章就到這裡瞭，希望能夠給你帶來幫助，也希望您能夠多多關註WalkonNet的更多內容！

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