java字符串常量池、class常量池、运行时常量池

1.字符串常量池(String Constant Pool):

1.1: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。

1.2: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

1.3: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。关于String在内存中的存储和String#intern()方法的说明，可以参考我的另外一篇博客：

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。

String s1 = "Hello";
String s2 = "Hello";
String s3 = "Hel" + "lo";
String s4 = "Hel" + new String("lo");
String s5 = new String("Hello");
String s6 = s5.intern();
String s7 = "H";
String s8 = "ello";
String s9 = s7 + s8;
          
System.out.println(s1 == s2);  // true
System.out.println(s1 == s3);  // true
System.out.println(s1 == s4);  // false
System.out.println(s1 == s9);  // false
System.out.println(s4 == s5);  // false
System.out.println(s1 == s6);  // true

首先说明一点，在java 中，直接使用==操作符，比较的是两个字符串的引用地址，
并不是比较内容，比较内容请用String.equals()。

     s1 == s2这个非常好理解，s1、s2在赋值时，均使用的字符串字面量，
说白话点，就是直接把字符串写死，在编译期间，
这种字面量会直接放入class文件的常量池中，从而实现复用，载入运行时常量池后，
s1、s2指向的是同一个内存地址，所以相等。

     s1 == s3这个地方有个坑，s3虽然是动态拼接出来的字符串，
但是所有参与拼接的部分都是已知的字面量，在编译期间，这种拼接会被优化，
编译器直接帮你拼好，因此String s3 = "Hel" + "lo";
在class文件中被优化成String s3 = "Hello";，所以s1 == s3成立。

     s1 == s4当然不相等，s4虽然也是拼接出来的，但new String("lo")这部分不是已知字面量，
是一个不可预料的部分，编译器不会优化，必须等到运行时才可以确定结果，
结合字符串不变定理，鬼知道s4被分配到哪去了，所以地址肯定不同。
配上一张简图理清思路：

 

s1 == s9也不相等，道理差不多，虽然s7、s8在赋值的时候使用的字符串字面量，
但是拼接成s9的时候，s7、s8作为两个变量，都是不可预料的，编译器毕竟是编译器，
不可能当解释器用，所以不做优化，等到运行时，s7、s8拼接成的新字符串，
在堆中地址不确定，不可能与方法区常量池中的s1地址相同。

 s4 == s5已经不用解释了，绝对不相等，二者都在堆中，但地址不同。

 s1 == s6这两个相等完全归功于intern方法，s5在堆中，内容为Hello ，
intern方法会尝试将Hello字符串添加到常量池中，并返回其在常量池中的地址，
因为常量池中已经有了Hello字符串，所以intern方法直接返回地址；
而s1在编译期就已经指向常量池了，因此s1和s6指向同一地址，相等。

至此，我们可以得出三个非常重要的结论：

必须要关注编译期的行为，才能更好的理解常量池。

运行时常量池中的常量，基本来源于各个class文件中的常量池。

程序运行时，除非手动向常量池中添加常量(比如调用intern方法)，
否则jvm不会自动添加常量到常量池。

     以上所讲仅涉及字符串常量池，实际上还有整型常量池、浮点型常量池等等，
但都大同小异，只不过数值类型的常量池不可以手动添加常量，
程序启动时常量池中的常量就已经确定了，比如整型常量池中的常量范围：-128~127，
只有这个范围的数字可以用到常量池。

2.class常量池(Class Constant Pool)：

2.1: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。

2.2:什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 :

我的一个类里面引入了：我的一个类里面引入了：

import org.apache.commons.lang3.StringUtils;
import org.ap

这个时候我的类用StringUtils类里面的方法就可以：

boolean isEmpty = StringUtils.isNotEmpty(str);

没错，就是可以直接用他里面的方法。

然后假设这时候我想在这个类里用spring提供的StringUtils里面的方法，
但是我并没有import spring的StringUtils类进来，这时候怎么办呢？ 
我们可以这样（前提是有spring的jar）：

boolean isEmpty = org.springframework.util.StringUtils.isEmpty(str);

没错 ，就是全限定名访问spring的StringUtils类。

2.字段的名称和描述符 :

Java描述符（修饰符）的类型

以下内容引用自http://wiki.jikexueyuan.com/project/java/modifier-types.html：

描述符（修饰符）是添加到那些定义中来改变他们的意思的关键词。Java语言有很多描述符，包括以下这些：

(1):可访问描述符

(2):不可访问描述符

应用描述符，可以在类、方法、变量中加入相应关键字。描述符要先于声明，如下面的例子所示：

public class className {
   // ...
}
private boolean myFlag;
static final double weeks = 9.5;
protected static final int BOXWIDTH = 42;
public static void main(String[] arguments) {
   // body of method
}

一、可访问描述符

Java提供一系列可访问描述符来设定类，变量，方法和构造器的访问级别。四种访问级别如下：

默认的，对封装可见。不需要描述符。

仅对类可见（private）

全部可见（public）

对封装和子类可见（protected）

二、不可访问描述符

Java提供一些不可访问描述符来满足其他功能。

static描述符是用来创造类方法和变量的。

final描述符用来最终确定和实施类、方法和变量的。

abstract描述符用来创造不允许实例化的类和方法。

synchronized和volatile描述符用来当做线程的。

• 3.方法的名称和描述符。(和2中差不多的意思)

3.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。