从理解new String()到JVM中的常量池详解 文章测试代码以JDK8为准
最近面试被问到了Integer的缓冲池和Long的缓冲池，虽然面试回答对了，但是决定整理一下相关的知识。
在Java的内存分配中，总共3种常量池：
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。
- JDK8以后也还是放在了Heap空间中，并没有移到元空间。
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。
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!";
System.out.println(s1==s2);//true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 a = "abc";
String b = new String("abc");
System.out.println(a == b);
----*----
结果：false这个是第一个需要理解的地方，a指向哪片内存，b又指向哪片内存呢？对象储存在堆中，这个是不用质疑的，而a作为字面量一开始储存在了class文件中，之后运行期，转存至方法区中（JDK6之前）。它们两个就不是同一个地方存储的。知道了它之后我们就可以通过实例直接进一步了解了。
String s1 = "Hello";
String s3 = "Hel" + "lo";
System.out.println(s1 == s3); // true这里要注意一下，因为做+号的时候，会进行优化，自动生成Hello赋值给s3，所以也是true 。
String s1 = "Hello";
String s4 = "Hel" + new String("lo");
System.out.println(s1 == s4); // falseS4的过程是创建了一个StringBuffer对象，然后用StringBuffer对象执行append方法追加，最后再转成String类型，也就是new String("lo")是放在heap里面的对象，s1是放在String常量池里的。两个的内存地址不一样。故结果为false。
String s1="abc";
String s3=new String("ab")+new String("c");
String s6 = s3.intern();
System.out.println(s1==s6); //trueintern用来返回常量池中的该字符串，如果常量池中已经存在该字符串，则直接返回常量池中该对象的引用。否则，在常量池中新建一个对象，然后 返回引用。
2.class常量池(Class Constant Pool)：
所处区域：堆
诞生时间：编译时
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 2.字段的名称和描述符 3.方法的名称和描述符。
3.运行时常量池(Runtime Constant Pool)：
诞生时间：JVM运行时
- 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。
包装类的常量池技术（缓存）
自动装箱常见的就是valueOf这个方法，自动拆箱就是intValue方法。在它们的源码中有一段神秘的代码值得我们好好看看。除了包装类Double Float没有实现这个缓存技术，其它的包装类均实现了它。
public static Integer valueOf(int i) {
if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
return new Integer(i);
}private static class IntegerCache {
static final int low = -128;
static final int high;
static final Integer cache[];
static {
// high value may be configured by property
int h = 127;
String integerCacheHighPropValue =
VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high");
if (integerCacheHighPropValue != null) {
try {
int i = parseInt(integerCacheHighPropValue);
i = Math.max(i, 127);
// Maximum array size is Integer.MAX_VALUE
h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - (-low) -1);
} catch( NumberFormatException nfe) {
// If the property cannot be parsed into an int, ignore it.
}
}
high = h;
cache = new Integer[(high - low) + 1];
int j = low;
for(int k = 0; k < cache.length; k++)
cache[k] = new Integer(j++);
// range [-128, 127] must be interned (JLS7 5.1.7)
assert IntegerCache.high >= 127;
}
private IntegerCache() {}
}分析：我们可以看到从-128~127的数全部被自动加入到了常量池里面，意味着这个段的数使用的常量值的地址都是一样的。一个简单的实例:
Integer i1 = 40;
Integer i2 = 40;
Double i3 = 40.0；
Double i4 = 40.0；
System.out.println("i1=i2 " + (i1 == i2));
System.out.println("i3=i4 " + (i3 == i4));
-----结果----
true
false原理如下：
1、== 这个运算在不出现算数运算符的情况下 不会自动拆箱，所以i1 和 i 2它们不是数值进行的比较，仍然是比较地址是否指向同一块内存
2、它们都在常量池中存储着，类似于这样
3、编译阶段已经将代码转变成了调用valueOf方法，使用的是常量池，如果超过了范围则创建新的对象
2: invokestatic #2 // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;复杂实例[-128~127]
Integer i1 = 40;
Integer i2 = 40;
Integer i3 = 0;
Integer i4 = new Integer(40);
Integer i5 = new Integer(40);
Integer i6 = new Integer(0);
System.out.println("i1=i2 " + (i1 == i2));
System.out.println("i1=i2+i3 " + (i1 == i2 + i3));
System.out.println("i1=i4 " + (i1 == i4));
System.out.println("i4=i5 " + (i4 == i5));
System.out.println("i4=i5+i6 " + (i4 == i5 + i6));
System.out.println("40=i5+i6 " + (40 == i5 + i6));
----结果----
(1)i1=i2 true
(2)i1=i2+i3 true
(3)i1=i4 false
(4)i4=i5 false
(5)i4=i5+i6 true
(6)40=i5+i6 true它们的内存分布大概如下
注意点
1、当出现运算符的时候，Integer不可能直接用来运算，所以会进行一次拆箱成为基本数字进行比较
2、==这个符号，既可以比较普通基本类型，也可以比较内存地址看比较的是什么了
分析：
(1)号成立不用多说
(2)号成立是因为运算符自动拆箱
(3)(4)号是因为内存地址不同
(5)(6)号都是自动拆箱的结果
PS：equals方法比较的时候不会处理数据之间的转型，比如Double类型和Integer类型。
引申：
8种基本类型的包装类和对象池
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时才可使用对象池，也即对象不负责创建和管理大于127的这些类的对象。以下是一些对应的测试代码：
public class Demo {
public static void main(String[]args) {
// 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
Byte b1 = 127;
Byte b2 = 127;
System.out.println(b1==b2);// 输出true
Short s1= 127;
Short s2= 127;
System.out.println(s1==s2);// 输出true
// 值大于127时，不会从常量池中取对象
Short s3= 128;
Short s4= 128;
System.out.println(s3==s4);// 输出false
// Character
Character c1= 127;
Character c2= 127;
System.out.println(c1==c2);// 输出true
// 值大于127时，不会从常量池中取对象
Character c3= 128;
Character c4= 128;
System.out.println(c3==c4);// 输出false
// Boolean类也实现了常量池技术
Boolean bool1=true;
Boolean bool2=true;
System.out.println(bool1==bool2);// 输出true
// Long类也实现了常量池技术
Long l1 = Long.valueOf(100);
Long l2 = Long.valueOf(100);
Long l3 = 100l;
Long l4 = 100l;
System.out.println("l1=l2 " + (l1 == l2));//true
System.out.println("l3=l4 " + (l3 == l4));//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
Float f1 = 1.0f;
Float f2 = 1.0f;
System.out.println(f1 == f2);// 输出false
}
}