java常量池问题图解（Java常量池及其应用）

说起常量池就不得不提方法区，都清楚常量池位于方法区，那么除了常量池，方法区还存储那类信息呢，或者说它俩有什么区别呢？很多人会把常量池和方法区混为一谈，实际上，可以理解为方法区包含多个常量池。这里说个题外话，JDK8的HotSpot虚拟机将方法区数据放到一个叫元空间区域存储，详细区别及原因见下文的参考资料。

常量池从特性上可以分为两类，一类是class文件中的常量池，一类是运行区的常量池。下面逐一来介绍这两个类型的常量池。

class文件中的常量池

Java 文件编译为 class 文件后，都将产生当前类独有的常量池，它包括了关于类，方法，接口等中的常量，也包括字符串常量，我们称之为静态常量池，它是生成.class文件里面存放的信息。静态常量池根据信息类型有分为两大类:字面量(Literal)和符号引用量(Symbolic References)，字面量相当于Java语言层面常量的概念，如文本字符串，声明为final的常量值等，符号引用则属于编译原理方面的概念，包括了如下三种类型的常量：

1.类和接口的全限定名

2.字段名称和描述符

Constant pool信息即为该类的,#4指向#25表示对该类描述，#3 是程序中定义的 String 类型的字面值 "Fuck you man"，它包含指向一个utf8编码字符串 "Fuck you man" 的索引 #24。也有描述变了名称的如#17描述了变量的名称为“say”。至于如何读取调用的这就涉及类加载等相关信息了，感兴趣的可以深挖一下。

方法中运行时常量池

静态常量池数据将在类加载后进入方法区的运行时常量池中存放。从内容上说它是包含静态常量池的数据的。和静态常量池相比，运行时常量池可以动态添加常量，具备动态添加功能。开发人员比较熟悉的String类的intern()就可以动态添加字符串常量。如：

Stringstr=new String(“a”) new String(“b”);

str.intern();

说了那么多，那么常量池有什么好处呢？常量池避免频繁的创建和销毁对象而影响系统性能，在创建重复对象节省了时间，由于具有共享性，也节省了内存空间。

Java的基本类型的包装类绝大部分都实现了常量池技术，这些类是Byte,Short,Integer,Long,Character,Boolean。如下代码运行结果证明这些包装类都实现了常量池技术。

两种浮点数类型的包装类Float,Double并没有实现常量池技术。如下代码输出结果均为false。

Double dl1=1.2;

Double dl2=1.2;

System.out.println("dl1==dl2:" (dl1==dl2));//dl1==dl2:false

Float ft1=1.2f;

Float ft2=1.2f;

System.out.println("ft1==ft2" (ft1==ft2));//ft1==ft2:false

由于上述五种基本类型的包装类实现的常量池技术都类似，这里挑选Integer实现细节来分析。

Integer i1 = 88;

Integer i2 = newInteger(88);

System.out.println("i1==i2:" (i1==i2));//i1==i2:false

这个原因很好理解，i1的88来自于常量池，而i2是新创建对象。而“==”比较的又是引用所指向的地址，所以结果为false。那么i1是如何获取常量池里面数据呢，还是javap命令，通过javap -c 可以查看到class文件生成的JVM指令码。格式问题这里我直接截图。

bipush将一个88常量值推送至栈顶，invokestatic调Integer.valueOf(int i)静态方法。也就是可以理解成Java在编译的时候会直接将Integer i1 = 88封装成Integer i1=Integer.valueOf(88)。而valueOf源码如下：

public staticInteger valueOf(inti) {

if(i >= IntegerCache.low&& i <=IntegerCache.high)

returnIntegerCache.cache[i (-IntegerCache.low)];

returnnewInteger(i);

}

所以内部常量池实现其实是通过一个内部缓存来实现的，但是要注意默认创建了

数值[-128，127]的相应类型的缓存数据，但是超出此范围仍然会去创建新的对

象。若想提供上限，可以通过配置文件配置java.lang.Integer.IntegerCache.high的 大小

调整。对于实现源码如下：

// high value may be configured by property

inth = 127;

String integerCacheHighPropValue =

sun.misc.VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high");

if(integerCacheHighPropValue != null) {

try{

inti = parseInt(integerCacheHighPropValue);

i = Math.max(i, 127);

//Maximum array size is Integer.MAX_VALUE

h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE- (-low) -1);

} catch( NumberFormatException nfe) {

//If the property cannot be parsed into an int, ignore it.

}

}

来一波关于Integer经常出现比较。

Integer fuck1 = 69;

Integer fuck2 = 69;

Integer fuck3 = 0;

Integer fuck4 = newInteger(69);

Integer fuck5 = newInteger(69);

Integer fuck6 = newInteger(0);

System.out.println("fuck1=fuck2: " (fuck1 == fuck2));//fuck1=fuck2:true

System.out.println("fuck1=fuck2 fuck3: " (fuck1 == fuck2 fuck3));//fuck1=fuck2 fuck3:true

System.out.println("fuck1=fuck4: " (fuck1 ==fuck4));//fuck1=fuck4: false

System.out.println("fuck4=fuck5: " (fuck4 ==fuck5));//fuck4=fuck5: false

System.out.println("fuck4=fuck5 fuck6: " (fuck4 == fuck5 fuck6));//fuck4=fuck5 fuck6:true

System.out.println("69=fuck5 fuck6: " (69 == fuck5 fuck6));//69=fuck5 fuck6: true

这里直接贴出运行的结果，其他结果都比较好理解，这里分析fuck4=fuck5 fuck6 的原因。对于该语句， 这个操作符不适用于Integer对象， 可以作用于int,所以fuck5和fuck6会进行自动拆箱操作，变成对应的int基本类型，进行相加。于是就会变成了fuck4==69,这个时候问题又来了，fuck4这个时候是个Integer对象，而右边是一个int类型的数据，是无法进行判等操作的，没办法fuck4也只能脱掉裤子，进行拆箱操作。所以最终比较的是 69==69，结果显然为true。关于自动拆箱和装箱操作见参靠资料。

String也实现了常量池技术，相比较以上五种类型的实现方式，String类若在编译期成class文件时候，会直接把明确的字符串加入到常量池中，上述关于静态常量池介绍局的例子中，可以看到 say和answer对应的字符串都是属于常量池的，当然也可以通过java.lang.String.intern()动态添加常量字符串。先看一个关于String几个常见的例子：

String str1 = "man";

String str2 = newString("man");

System.out.println("str1==str2:" (str1==str2));//str1==str2:false

str1直接在常量池中拿取对象，而str2相当于直接在堆内存空间创建新的对象。

使用了new 就会伴随新对象的产生。继续看使用“ ”操作的例子：

String str1 = "蛤";

String str2 = "蟆";

String str3 = "蛤" "蟆";

String str4 = str1 str2;

String str5 = "蛤蟆";

System.out.println("str3 == str4:" (str3 == str4));//str3 == str4:false

System.out.println("str3 == str5:" (str3 == str5));//str3 == str5:true

str3和str5相等原因是，str3的值有两个引号的文本使用 操作而成，所以str3会在编译器就会确认str3的值，所以其值也是来自常量池。str4是由两个变量拼接而成，所以在编译期并不能确认。来看一下字节码：

ldc将int、float或String型常量值从常量池中推送至栈顶,astore index或者astore_index将栈顶数值存入当前栈帧的局部变量数组中指定下标（index）处的变量中，栈顶数值出栈。依据以上指令含义，astore_1, astore_2, astore_3分别为变量str1,str2,str3赋值，且值都来自与常量池。str1 str2编译器在这里做了优化，不是使用直接的new，从JDK5开始，字符串变量的 操作，会默认使用StringBuilder，所以有时候使用显示的StringBuilder进行操作字符串 操作，和直接使用 操作是没有区别的。所以对于以下例子，根据上文分析后者性能还没有直接 的性能高：

String str3 = "蛤" "蟆";String str6=new StringBuilder().append("蛤").append("蟆").toString();

关于String类的intern()方法就以一篇博客中错误为例来讲解。看以下图片中关于intern()方法的讲解：

这个例子的前提是认为是认为“kvill”这个字符串并不在常量池，是否“kvill”真的不在常量池中么？直接查看String s1=newString("kvill");代码的字节码：

圈出来部分说明，“kvill”在编译期就已经确认了其为在常量池中，且指令码中存在4: ldc #3 // String kvill的指令，所以“kvill”在使用new String(“kvill”)时，“kvill”本身已经存在于常量池中。所以前提是错误的，要使“kvill”不在常量池中，可以使用如下方式：

String str1 = newString("蛤") newString("蟆");

String str2 = str1.intern();

System.out.println("str1==str2:" (str1==str2));

但是结果并不为false,说明了上述佐证是错误的，那句对方法intern()描述是正确的。

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