java虛擬機器：運行時常數池

一、運行時常數池簡介

運行時常數池（Runtime Constant Pool），它是方法區的一部份。 Class檔案中除了有類別的版本、欄位、方法、介面等描述等資訊外，還有一項資訊是常數池（Constant Pool Table），用於存放編譯期產生的各種字面量和符號引用，這部分內容將在類別載入後存放到常數池中。

運行時常數是相對於常數來說的，它具備一個重要特徵是：動態性。當然，值相同的動態常數與我們通常說的常數只是來源不同，但是都是儲存在池內同一塊記憶體區域。 Java語言並不要求常數一定只能在編譯期產生，運行期間也可能產生新的常數，這些常數放在執行時間常數池中。這裡所說的常數包括：基本型別包裝類別（包裝類別不管理浮點型，整形只會管理-128到127）和String（也可以透過String.intern()方法可以強制將String放入常數池）

二、Class檔案中的資訊常數池

在Class檔案結構中，最頭的4個位元組用來儲存Megic Number，用於確定一個檔案是否能被JVM接受，再接著4個位元組用於儲存版本號，前2個位元組儲存次版本號，後2個儲存主版本號，再接著是用於存放常數的常數池，由於常數的數量是不固定的，所以常數池的入口放置一個U2類型的資料(constant_pool_count)儲存常數池容量計數值。

常數池主要用於存放兩大類常數：字面量(Literal)和符號引用量(Symbolic References)，字面量相當於Java語言層面常數的概念，如文本字符串，聲明為final的常數值等，符號引用則屬於編譯原理方面的概念，包括如下三種類型的常數：

• 類別和介面的全限定名稱

• 欄位名稱與描述符

• 方法名稱與描述符

三、常數池的好處

常量池是為了避免頻繁的創建和銷毀物件而影響系統效能，其實現了物件的共享。例如字串常數池，在編譯階段就把所有的字串文字放到一個常數池中。

• 節省記憶體空間：常數池中所有相同的字串常數合併，只佔用一個空間。

• 節省運行時間：比較字串時，==比equals()快。對於兩個引用變量，只用==判斷引用是否相等，也就可以判斷實際值是否相等。

雙等號==的意義

• #基本資料型別之間套用雙等號，比較的是他們的數值。

• 複合資料型別(類別)之間套用雙等號，比較的是他們在記憶體中的存放位址。

四、 基本類型的包裝類別和常數池

java中基本類型的包裝類別的大部分都實現了常數池技術，即Byte ,Short,Integer,Long,Character,Boolean。這5種包裝類預設創建了數值[-128，127]的相應類型的快取數據，但是超出此範圍仍然會去創建新的物件。 兩種浮點數類型的包裝類別Float,Double並沒有實作常數池技術。

1）Integer與常數池

#

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));


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

##解釋：

• Integer i1=40；Java在編譯的時候會直接將程式碼封裝成Integer i1=Integer.valueOf(40);，因此使用常數池中的對象。

• Integer i1 = new Integer(40);這種情況會建立新的物件。

• 語句

  i4 == i5 + i6，因為+這個運算子不適用於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物件無法與數值進行直接比較，所以i4自動拆箱轉為int值40，最後這條語句轉為40 == 40進行數值比較。

2）String與常數池－普通方法賦值

String str1 = "abcd";
String str2 = new String("abcd");
System.out.println(str1==str2);//false

String str1 = "str";
String str2 = "ing";
String str3 = "str" + "ing";
String str4 = str1 + str2;
System.out.println("string" == "str" + "ing");// true
System.out.println(str3 == str4);//false

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

解释：

• "abcd"是在常量池中拿对象，new String("abcd")是直接在堆内存空间创建一个新的对象。只要使用new方法，便需要创建新的对象。

• 连接表达式 +，只有使用引号包含文本的方式创建的String对象之间使用“+”连接产生的新对象才会被加入常量池中。

• 对于字符串变量的“+”连接表达式，它所产生的新对象都不会被加入字符串池中，其属于在运行时创建的字符串，具有独立的内存地址,所以不引用自同一String对象。

3）String与常量池－静态方法赋值

public static final String A; // 常量A
public static final String B;    // 常量B
static {  
   A = "ab";  
   B = "cd";  
}  
public static void main(String[] args) {  
// 将两个常量用+连接对s进行初始化  
String s = A + B;  
String t = "abcd";  
if (s == t) {  
    System.out.println("s等于t，它们是同一个对象");  
  } else {  
    System.out.println("s不等于t，它们不是同一个对象");  
  }  
}

解释：

s不等于t，它们不是同一个对象。A和B虽然被定义为常量，但是它们都没有马上被赋值。在运算出s的值之前，他们何时被赋值，以及被赋予什么样的值，都是个变数。因此A和B在被赋值之前，性质类似于一个变量。那么s就不能在编译期被确定，而只能在运行时被创建了。

4）String与常量池－intern方法

public static void main(String[] args) {
　　String s1 = new String("计算机");
　　String s2 = s1.intern();
　　String s3 = "计算机";
　　System.out.println("s1 == s2? " + (s1 == s2));
　　System.out.println("s3 == s2? " + (s3 == s2));
}
s1 == s2? false
s3 == s2? true

解释：

String的intern()方法会查找在常量池中是否存在一份equal相等的字符串,如果有则返回该字符串的引用,如果没有则添加自己的字符串进入常量池。

5）String与常量池－延伸

String s1 = new String("xyz"); //创建了几个对象？

解释：

考虑类加载阶段和实际执行时。

• 类加载对一个类只会进行一次。”xyz”在类加载时就已经创建并驻留了（如果该类被加载之前已经有”xyz”字符串被驻留过则不需要重复创建用于驻留的”xyz”实例）。驻留的字符串是放在全局共享的字符串常量池中的。

• 在这段代码后续被运行的时候，”xyz”字面量对应的String实例已经固定了，不会再被重复创建。所以这段代码将常量池中的对象复制一份放到heap中，并且把heap中的这个对象的引用交给s1 持有。

这条语句创建了2个对象。

以上是java虛擬機器：運行時常數池的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！