字符串常量池

在说字符串常量池之前，先了解下JVM的内存模型

I. JVM内存区域主要分为线程私有区域（橙色部分：虚拟机栈、本地方法栈、程序计数器）和线程共享区（绿色部分：Java堆、方法区）、直接内存。

线程私有区域生命周期和线程相同，依赖用户线程的启动、结束而创建和销毁（在hotspotVM中，每个线程都与操作系统的本地线程直接映射，这部分私有内存区域的存/否跟随本地线程的生/死对应）

1. 直接内存
   
   直接内存不是JVM运行时数据区的一部分。在JDK1.4引入的NIO提供了基于Channel和Buffer的IO方式，它可以通过Native函数库直接分配堆外内存，然后使用DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用直接操作，以此避免了在java堆和Native堆中来回复制数据，在一些场景中能显著提高性能。
    
2. 程序计数器
   
   一块较小的内存空间，是当前线程所执行的字节码的行号指示器，每个线程都会有一个独立的程序计数器。可以认为，当方法入栈后，每一行代码都有一个标识，程序按照标识往下执行。正在执行的java方法的话，计数器记录的是虚拟机字节码指令的地址，如果是native方法，则为空，这个内存区域也是唯一一个虚拟机中没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域。
    
3. java虚拟机栈
   
   描述java方法执行的内存模型，每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧-Stack Frame，用于存储局部变量表（Local Variable）、操作数栈（Operand Stack）、动态链接（Dynamic Linking）、方法出口等信息。方法调用进栈，方法结束出栈，每一个方法从调用到执行完成的过程，都对应着一个栈帧在java虚拟机栈中入栈到出栈的过程。
   
   栈帧用于存储数据和部分过程结果的数据结构，同时也被用于处理动态链接、方法返回值和异常分派（Dispatch Exception）。局部变量表里存储着基本数据类型和引用类型等，所需的内存空间在编译期就完成了分配，在运行期是不会改变的。
   
   无论方法正常完成还是异常完成（抛出了在方法内未被捕获的异常）都算作方法结束。栈很容易出现StackOverFlowError，常见的操作是递归操作。①线程请求的栈深度大于JVM所允许的深度，StackOverFlowError。②JVM允许动态扩展，若无法申请到足够内存，OutOfMemoryError。
    
4. 本地方法栈
   
   本地方法区和 Java Stack 作用类似, 区别是虚拟机栈为执行 Java 方法服务, 而本地方法栈则为Native 方法服务, 如果一个 VM 实现使用 C-linkage 模型来支持 Native 调用, 那么该栈将会是一个C 栈，但 HotSpot VM 直接就把本地方法栈和虚拟机栈合二为一。
    
5. 堆Heap
   
   是线程共享的一块区域。创建的对象和数组都保存在Java堆内存中（暂时都认为都分配在堆上，以后考虑栈分配和TLAB分配），堆同时也是垃圾收集器进行垃圾回收的最重要的内存区域。由于现代VM采用的是分代收集算法，堆在GC角度分为新生代（Eden区、From Survivor(s0)和To Survivor(s1)）和老年代。
   
   
   ​​​​​​​一、新生代
   用来存放新生的对象，一般占用堆得1/3空间，由于频繁的创建对象，所以新生代会频繁触发MinorGC进行垃圾回收。
   
   ①Eden区
   java新对象的出生地（如果创建的对象占用内存很大，则会直接分配到老年代），当Eden区内存不够时就会触发MinorGC，对新生代进行一次垃圾回收。
   ②S0区
   上一次GC的幸存者，作为这一次GC的被扫描者。
   ③S1区
   保留了一次MinorGC过程中的幸存者。
   
   ------〉MinorGC的过程（复制-清空-互换）
   
   MinorGC采用复制算法。1.首先把Eden和S0区中存活的对象复制到S1中，如果有对象的年龄达到了老年的标准，就被赋值到老年代，复制到S0的对象年龄+1（默认年龄15就可以进入老年代），如果此时S0区域不够，则直接放置到老年代。2.清空Eden区和S0区。3.S1和S0互换，原S0作为下一次GC的S1区。
   
   二、老年代
   该区域主要放置生命周期长的对象，老年代的对象比较稳定，所以MajorGC不会频繁的执行，在进行MajorGC之前一般都会进行了一次MinorGC，使得新生代的对象有能够进入老年代导致空间不足触发。当无法找到足够的连续空间分配给较大的对象时也会触发MajorGC进行垃圾回收腾出空间。
   ------〉MajorGC的过程（标记-清除）
   MajorGC采用标记清除算法。扫描一次所有的老年代对象，标记出存活的对象，回收没有标记的对象，MajorGC耗时较长，因为要先扫描再回收，MajorGC还会产生内存碎片，为了减少内存消耗，一般需要进行合并和标记方便下次直接分配，当老年代都装不下的时候就会出现OOM异常。
    
6. 方法区
   
   用于存储被JVM加载的类信息、常量、静态变量、静态代码块、即时编译期编译后的代码等信息，以前方法区也被成为永久带，HotspotVM将GC扩展到方法区，使用java堆的永久代实现方法区，这样垃圾回收器就可以像管理堆一样管理这部分内存，永久代的垃圾回收主要针对常量池的回收和类型的卸载，收益很小。
   
   在Java8中，永久代被移除，被一个叫元数据区（Meta space）代替，元空间和永久代类似，最大的区别在于：元空间不在虚拟机中，而是使用本地内存，这样的话，元空间的大小仅受本地内存限制，类的元数据放入native memory,字符串池和类的静态变量放入java堆，加载多少类的元数据不在受MaxPermSize控制，而是本地内存限制。
   
   运行时常量池（Runtime Constant Pool）是方法区的一部分，Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外，还有一项重要的信息就是常量池（Constant Pool Table）,用于存放编译期生成的各种字面值和符号引用，这部分内容将随类的加载存放在方法区的运行时常量池，因此运行时常量池位于堆上（指字面值和符号引用等这部分内容）。
   ​​​​​​​

II. 常量池

常量池里存放着字面值和符号引用。

字面值就是我们常说的常量，如String a = "hello",hello就是字面值。

符号引用主要包括，

1.类和接口的全限定名，例如对于String这个类，它的全限定名就是java/lang/String。
2.字段的名称和描述符，所谓的字段就是类或者接口中声明的变量，包括类级别变量static和实例级别的变量。
3.方法的名称和描述符，描述符就相当于方法的参数类型+返回值类型。

当类加载器加载Class文件后，class文件中的常量池就会随着类加载进入方法区中的运行时常量池（内存中），这个常量池是全局共享的，多个类公用一个，并且相同的字符串在运行时常量池只会存在一份。
在1.7以后，字符串常量池放在了堆上，类的描述信息还在方法区，方法区的实现从永久代变成了元空间。

字符串的分配和其他对象分配一样，耗费昂贵的时间和空间代价，那么字符串在创建的时候会被优化，为了减少在JVM堆上创建字符串的数量，维护了一个字符串池。每当创建字符串常量时，JVM要先检查字符串常量池，如果字符串已经在池中，则直接返回在池中的实例引用，如果字符串不在池中，就会实例化一个字符串并放在池中返回引用（1.7）。

先了解下String的intern()方法，这个方法是判断常量是否在常量池中。

1.7之前，判断常量是否在字符串常量池中，如果存在直接返回该常量，如果没有，则将该字符串常量加入到字符串常量池中，并将引用指向常量池对应的该常量。

1.7及以后，判断常量是否在字符串常量池中，如果存在直接返回该常量，如果没有（此时该字符串对象一定在堆区），则将该引用加入到字符串常量池中，如果以后还有该字符串的创建(会做equals对比，应该有一个类似于记录表的结构记录了引用的存放位置，对比后返回第一个符合条件的引用，这里我有疑问)，则直接返回常量池中的该引用或者常量。

即

        常量是否存在于常量池
            如果存在 {
            判断存在内容是引用还是常量{
                如果是引用{
                    返回引用指向堆空间对象的地址
                }
                如果是常量{
                    直接返回常量池常量
                }
            }
        }
        如果不存在{
            将当前对象引用复制到常量池，并且返回当前对象的引用
        }

对于s1,相当于创建两个对象，new出来的对象在堆上，hehe常量在常量池中，s1指向堆上的对象引用。

对于s2,直接指向的是常量池中的hehe。

对于s2,也是直接指向常量池中的hehe

因此s1==s3为false，s2==s3为true

对于s4,底层通过StringBuilder将两个hehe拼接到一起，然后调用toString()方法new出hehehehe，此时s4是在堆上。

s4.intern()后，会将s4的引用存放在常量池中

对于s5，会指向s4在堆上的地址。
因此s4和s5指向同一个内存地址，s4==s5为true。

思考：

​​​​​​​