Java面试点 — 常量池（按版本区分）

参考文章：
JDK8的JVM内存结构，元空间替代永久代成为方法区及常量池的变化
静态常量池与运行时常量池

一、JDK版本变化

• Java6和6之前，常量池是存放在方法区（永久代）中的。
• Java7，将常量池是存放到了堆中。
• Java8之后，取消了整个永久代区域，取而代之的是元空间。运行时常量池和静态常量池存放在元空间中，而字符串常量池依然存放在堆中。

二、常量池类型

在Java的内存分配中，总共3种常量池：

> 字符串常量池(String Constant Pool)

1. 字符串常量池在Java内存区域的哪个位置？

在JDK6.0及之前版本，字符串常量池是放在Perm Gen区(也就是方法区)中；
在JDK7.0版本，字符串常量池被移到了堆中了。至于为什么移到堆内，大概是由于方法区的内存空间太小了。

在永久代移除后，字符串常量池也不再放在永久代了，但是也没有放到新的方法区——元空间里，而是留在了堆里。运行时常量池当然是随着搬家到了元空间里，毕竟它是装类的重要等信息的，有它的地方才称得上是方法区。

2. 字符串常量池是什么？

在HotSpot VM里实现的String Pool功能的是一个StringTable类，它是一个Hash表，默认值大小长度是1009；这个StringTable在每个HotSpot VM的实例只有一份，被所有的类共享。字符串常量由一个一个字符组成，放在了StringTable上。
在JDK6.0中，StringTable的长度是固定的，长度就是1009，因此如果放入String Pool中的String非常多，就会造成hash冲突，导致链表过长，当调用String#intern()时会需要到链表上一个一个找，从而导致性能大幅度下降；
在JDK7.0中，StringTable的长度可以通过参数指定：
-XX:StringTableSize=66666

3. 字符串常量池里放的是什么？

在JDK6.0及之前版本中，String Pool里放的都是字符串常量；
在JDK7.0中，由于String#intern()发生了改变，因此String Pool中也可以存放放于堆内的字符串对象的引用。
需要说明的是：字符串常量池中的字符串只存在一份！
如：
String s1 = “hello,world!”;
String s2 = “hello,world!”;
即执行完第一行代码后，常量池中已存在 “hello,world!”，那么 s2不会在常量池中申请新的空间，而是直接把已存在的字符串内存地址返回给s2。

字符串常量池使用示例

> class常量池(Class Constant Pool)

1. class常量池简介

我们写的每一个Java类被编译后，就会形成一份class文件；class文件中除了包含类的版本、字段、方法、接口等描述信息外，还有一项信息就是常量池(constant pool table)，用于存放编译器生成的各种字面量(Literal)和符号引用(Symbolic References)；
每个class文件都有一个class常量池。

2. 什么是字面量和符号引用

字面量包括：1. 文本字符串 2. 八种基本类型的值 3. 被声明为final的常量等;
符号引用包括：1. 类和方法的全限定名 2. 字段的名称和描述符 3. 方法的名称和描述符。

> 运行时常量池(Runtime Constant Pool)

运行时常量池存在于内存中，也就是class常量池被加载到内存之后的版本，不同之处是：它的字面量可以动态的添加(String#intern())，符号引用可以被解析为直接引用；
JVM在执行某个类的时候，必须经过加载、连接、初始化，而连接又包括验证、准备、解析三个阶段。
而当类加载到内存中后，jvm就会将class常量池中的内容存放到运行时常量池中，由此可知，运行时常量池也是每个类都有一个。
在解析阶段，会把符号引用替换为直接引用，解析的过程会去查询字符串常量池，也就是我们上面所说的StringTable，以保证运行时常量池所引用的字符串与字符串常量池中是一致的。