常量池初探

一、有以下三大常量池：

1. Class文件中的常量池
   每个.java文件编译成.class文件后，都会产生当前类独有的常量池，即我们介绍的第一大常量池。

   这个常量池主要存放两类常量

   1. 字面量（Literal）
      包括文本字符串、final类型的常量
   2. 符号引用（Symbolic References）
      包括三类
      
      1. 类和接口的全限定名
      2. 字段的名称和描述符
      3. 方法的名称和描述符

2. 运行时常量池（Runtime Constant Pool）
   是方法区的一部分。
   Class文件中有类的版本、字段、方法、接口等描述信息，还有常量池（Constant Pool Table），用于存放编译器生成的字面量和符号引用，而这部分内容，在类加载后进入方法区的运行时常量池中存放。不过不是只有在Class文件的常量池中的内容才能放入运行时常量池，在运行期间也可以将新常量放进去（比如String.intern()方法），这也是运行时常量池和Class文件常量池的一个重要区别，即运行时常量池具有动态性。

3. 全局字符串常量池
   HotSpot VM里，有一个记录interned string的全局表StringTable，它本质上就是个HashSet。这是个纯运行时的结构，而且是惰性（lazy）维护的。它只存储对java.lang.String实例的引用，而不存储String对象的内容。一般我们说一个字符串进入了全局的字符串常量池其实是说在这个StringTable中保存了对它的引用，反之，如果说没有在其中就是说StringTable中没有对它的引用。

总结一下就是：
- 每个生成的Class文件中都有一个常量池
- 每个VM中有且仅有一个全局字符串常量池，存的是字符串的引用
- 每个Class文件中也都有一个运行时常量池

二、为何要有常量池？

我们知道，在JVM运行时数据区中有一块地方是Java虚拟机栈，虚拟机栈中，每个Java方法执行的同时会创建一个栈帧（Stack Frame），这个栈帧用来存局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息

而JVM为了方便链接，便使用常量池来保存跟踪当前类中引用的类和成员变量、成员方法。

每个栈帧都包含一个运行时常量池的引用，这个引用指向当前栈帧所要执行的方法，JVM用这个引用来进行动态链接。

在这里就可以看出Java与C/C++ 的一个重要区别：
Java中的链接是在程序运行时动态进行的，而C/C++中，编译器将多个编译期编译的文件链接成一个可执行文件或dll文件，在链接阶段，符号引用被解析为实际地址。

三、为何要有字符串常量池？

• 字符串和其他对象的分配一样，需要高昂的时间和空间成本，而字符串作为非常频繁使用的一种类型，如果不想办法优化，将会极大影响程序的性能。
• JVM为了提高性能和减小开销，在实例化字符串常量时做了优化：
  
  • 为字符串分配一个字符串常量池，类似于缓存
  • 创建字符串常量时首先检查池中有无该字符串
  • 如果该字符串已存在于常量池中，则返回引用实例；否则，再实例化该字符串并放入池中
• 实现的基础：
  
  • 字符串不可变，所以共享时不会有数据冲突
  • 运行时有一个全局字符串常量池，为池中的每个字符串维护一个引用，根据这个引用可以找到具体的String对象