Java中常量池与String对象生命周期-优快云博客

本文详细解释了Java中的常量池概念，如何在编译期和运行期处理字符串常量，以及String对象的内存管理机制。通过实例演示了常量池如何优化内存使用，以及String对象在不同情况下如何共享或独占内存资源。

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---不知道哪里转来的.忘了

Java程序运行在JVM上，JVM实现了java程序的平台无关性。Java的内存分配都在JVM中进行。

JVM为每个已加载的类维护一个常量池。用来保存基本数据类型，String，对其他类，方法，字段的符号引用。

在Java语言中不是这样，一切都是动态的。编译时，如果发现对其它类方法的调用或者对其它类字段的引用的语句，记录进class文件中的只能是一个文本形式的符号引用，在连接过程中，虚拟机根据这个文本信息去查找对应的方法或字段。

什么是常量池

它是在栈中的一块内存区，保存了基本数据类型，String，包含一些以文本形式出现的符号引用，比如：

类和接口的全限定名；

字段的名称和描述符；

方法的名称和描述符；

在常量池中保存的内容有一个特性：他们都是contanst的，在运行中不会改变！

比如下面小段源码中粗体代码显示的部分：

publicclass ClassTest {

private String itemS ="我们 ";

private final int itemI =100 ;

public void setItemS (String para ){...}

}

具体的话，常量池中的常量类型如下

常量表类型	标志值(占1 byte)	描述
CONSTANT_Utf8	1	UTF-8编码的Unicode字符串
CONSTANT_Integer	3	int类型的字面值
CONSTANT_Float	4	float类型的字面值
CONSTANT_Long	5	long类型的字面值
CONSTANT_Double	6	double类型的字面值
CONSTANT_Class	7	对一个类或接口的符号引用
CONSTANT_String	8	String类型字面值的引用
CONSTANT_Fieldref	9	对一个字段的符号引用
CONSTANT_Methodref	10	对一个类中方法的符号引用
CONSTANT_InterfaceMethodref	11	对一个接口中方法的符号引用
CONSTANT_NameAndType	12	对一个字段或方法的部分符号引用

String为何也可以支持常量池技术
在Java源代码中的每一个字面值字符串/String，都会在编译成class文件阶段，形成标志号为8(CONSTANT_String_info)的常量表。当JVM加载 class文件的时候，会为对应的常量池建立一个内存数据结构，并存放在方法区中。同时JVM会自动为CONSTANT_String_info常量表中的字符串常量的字面值在堆中创建新的String对象(intern字符串对象，又叫拘留字符串对象)。然后把CONSTANT_String_info常量表的入口地址转变成这个堆中String对象的直接地址(常量池解析)。

为什么String支持常量池？直接证据在哪里？

我们看一下String.java中intern是如何定义的呢。

/**

* Returns an interned string equal to thisstring. The VM maintains an internal set of

* unique strings. All string literalsfound in loaded classes'

* constant pools are automaticallyinterned. Manually-interned strings are only weakly

* referenced, so calling {@code intern}won't lead to unwanted retention.

* <p>Interning is typically usedbecause it guarantees that for interned strings

* {@code a} and {@code b}, {@codea.equals(b)} can be simplified to

* {@code a == b}. (This is not true ofnon-interned strings.)

* <p>Many applications find itsimpler and more convenient to use an explicit

* {@link java.util.HashMap} to implementtheir own pools.

public native String intern();

也就是说，intern会最终链接到JVM。返回的值都在VM控制的常量池中。

举例说明：

(1)String s=newString("Hello world");

在运行这段指令之前，JVM就已经为"Helloworld"在堆中创建了一个拘留字符串( 值得注意的是：如果源程序中还有一个"Hello world"字符串常量，那么他们都对应了同一个堆中的拘留字符串)。然后，用这个拘留字符串的值来初始化堆中用new出来的String对象，局部变量s存储的是new出来的堆对象地址。拘留字符串在堆中

(2)Strings="Hello world";

这跟(1)中创建指令有很大的不同，此时局部变量s存储的是早已创建好的拘留字符串的堆地址。

常量池技术如何确认存在？

举例来说明。以String为例。

这里首先提一下：equals：比较的是内容。==：比较的是对象

1. String s1=new String("hello");
String s2=new String("hello");
System.out.println(s1==s2); // 输出false
s1, s2产生的是对象，对象的内存保存在堆中。在class load过程中，是动态产生的，所以不一样。
String 对象（内存）的不变性机制会使修改String字符串时，产生大量的对象，因为每次改变字符串，都会生成一个新的String。 java 为了更有效的使用内存，常量池在编译期遇见String 字符串时，它会检查该池内是否已经存在相同的String 字符串，如果找到，就把新变量的引用指向现有的字符串对象，不创建任何新的String 常量对象，没找到再创建新的。所以对一个字符串对象的任何修改，都会产生一个新的字符串对象，原来的依然存在，等待垃圾回收。

2. String s3="hello";
String s4="hello";
System.out.println(s3==s4); // 输出true
s3, s4赋以相同的值，在栈中指向的是相同的常量对象

3. String a = “test”;
String b = “test”;
b = b+"java";
a，b同时指向常量池中的常量值"test"，b=b+"java"之后，b原先指向一个常量，内容为"test”，通过对b进行+"java"操作后，b之前所指向的那个值没有改变，但此时b不指向原来那个变量值了，而指向了另一个String变量，内容为”test java“。原来那个变量还存在于内存之中，只是b这个变量不再指向它了。

八种基本类型的包装类和对象池

网上说，java中基本类型的包装类的大部分都实现了常量池技术，这些类是Byte,Short,Integer,Long,Character,Boolean,另外两种浮点数类型的包装类则没有实现。另外Byte,Short,Integer,Long,Character这5种整型的包装类也只是在对应值小于等于127时才可使用常量池，也即对象不负责创建和管理大于127的这些类的对象.

继续举例说明：

//5种整形的包装类Byte,Short,Integer,Long,Character的对象，

//在值小于127时可以使用常量池

Integer i1=127;

Integer i2=127;

System.out.println(i1==i2);//输出true

//值大于127时，不会从常量池中取对象

Integer i3=128;

Integer i4=128;

System.out.println(i3==i4);//输出false

//Boolean类也实现了常量池技术

Booleanbool1=true;

Booleanbool2=true;

System.out.println(bool1==bool2);//输出true

//浮点类型的包装类没有实现常量池技术

Double d1=1.0;

Double d2=1.0;

System.out.println(d1==d2);//输出false

对Integer对象的代码补充

public staticInteger valueOf(int i) {

final int offset = 128;

if (i >= -128 && i <= 127) {

return IntegerCache.cache[i + offset];

}

return new Integer(i);

}

当你直接给一个Integer对象一个int值的时候，其实它调用了valueOf方法，然后你赋的这个值很特别，是128，那么没有进行cache方法，相当于new了两个新对象。所以问题中定义a、b的两句代码就类似于：

Integer a = newInteger(128);

Integer b = newInteger(128);

这个时候再问你，输出结果是什么？你就知道是false了。如果把这个数换成127，再执行：

Integer a = 127;

Integer b = 127;

System.out.println(a== b);

结果就是：true

补充：看一下IntegerCache这个类里面的内容：

private staticclass IntegerCache {

private IntegerCache() {

}

static finalInteger cache[] = new Integer[-(-128) + 127 + 1];

static {

for (int i = 0; i < cache.length; i++)

cache[i] = new Integer(i - 128);

}

由于cache[]在IntegerCache类中是静态数组，也就是只需要初始化一次，即static{......}部分，所以，如果Integer对象初始化时是-128~127的范围，就不需要再重新定义申请空间，都是同一个对象---在IntegerCache.cache中，这样可以在一定程度上提高效率。