Java 运行时常量池笔记（详细版

Java 运行时常量池笔记（详细版）

Java 的运行时常量池（Runtime Constant Pool）是 JVM 方法区的一部分，用于存储编译期生成的字面量和符号引用。它是 Java 类文件常量池的运行时表示，具有动态性和共享性。

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运行时常量池的核心概念

1. 什么是运行时常量池？

• 运行时常量池是 JVM 方法区的一部分，存储类文件中常量池的内容。
• 它包含：
  • 字面量：如字符串、整数、浮点数等。
  • 符号引用：如类名、方法名、字段名等。
• 在类加载时，常量池的内容会被加载到运行时常量池中。

2. 运行时常量池的特点

• 动态性：运行时常量池的内容可以在运行时动态添加。例如，String.intern() 方法可以将字符串添加到常量池中。
• 共享性：同一个类的运行时常量池可以被多个实例共享。
• 内存分配：运行时常量池是方法区的一部分，方法区在 JDK 8 之前是永久代（PermGen），在 JDK 8 之后是元空间（Metaspace）。

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️ 运行时常量池的工作原理

1. 类加载时的常量池加载

当 JVM 加载一个类时，会将类文件中的常量池内容加载到运行时常量池中。

2. 符号引用的解析

符号引用（如类名、方法名）在类加载时会被解析为直接引用（如内存地址）。

3. 动态添加内容

通过 String.intern() 方法，可以将字符串动态添加到运行时常量池中。

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运行时常量池的存储结构

运行时常量池

字面量

符号引用

字符串

整数

浮点数

类名

方法名

字段名

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Java 示例代码

public class ConstantPoolExample {
    public static void main(String[] args) {
        String str1 = "hello"; // 字面量，直接放入常量池
        String str2 = "hello"; // 从常量池中获取
        String str3 = new String("hello").intern(); // 显式放入常量池

        System.out.println(str1 == str2); // true，指向常量池中的同一个对象
        System.out.println(str1 == str3); // true，intern() 方法确保 str3 指向常量池
    }
}

输出结果：

true
true

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️ Go 语言模拟运行时常量池

Go 语言没有直接的运行时常量池，但可以通过 map 模拟类似的功能。

1. 实现思路

• 使用 map 存储字符串常量。
• 提供 intern 方法，将字符串放入“常量池”并返回引用。

2. 代码实现

package main

import (
	"fmt"
)

// 模拟常量池
var constantPool = make(map[string]string)

// 模拟 intern 方法
func intern(s string) string {
	if val, ok := constantPool[s]; ok {
		return val // 如果已存在，返回常量池中的引用
	}
	constantPool[s] = s // 否则，放入常量池
	return s
}

func main() {
	str1 := "hello" // 字符串字面量
	str2 := "hello" // 字符串字面量
	str3 := intern("hello") // 显式放入常量池

	fmt.Println(str1 == str2) // true，Go 会优化为同一个引用
	fmt.Println(str1 == str3) // true，intern 方法返回常量池中的引用
}

输出结果：

true
true

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Java 与 Go 的对比

特性	Java 运行时常量池	Go 模拟常量池
存储位置	JVM 方法区（元空间/永久代）	自定义 map 数据结构
动态性	支持动态添加（如 String.intern()）	通过 map 动态管理
共享性	同一个类的运行时常量池共享	通过全局 map 实现共享
语言特性	JVM 提供原生支持	需要手动实现

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总结

• Java 运行时常量池是 JVM 的重要组成部分，提供了动态性和共享性，适合在运行时管理常量。
• Go 语言虽然没有直接的运行时常量池，但可以通过 map 等数据结构模拟类似的功能。
• 两者的实现机制不同，但核心思想一致：通过共享常量减少内存开销，提高性能。

通过本文的学习，你可以深入理解 Java 运行时常量池的原理，并掌握如何在 Go 中模拟类似的功能。希望这篇笔记对你有帮助！