java内存分配 常量池详解

在class文件中，“常量池”是最复杂也最值得关注的内容。

　　Java是一种动态连接的语言，常量池的作用非常重要，常量池中除了包含代码中所定义的各种基本类型（如int、long等等）和对象型（如String及数组）的常量值还，还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；

　　方法和名称和描述符。

　　在C语言中，如果一个程序要调用其它库中的函数，在连接时，该函数在库中的位置（即相对于库文件开头的偏移量）会被写在程序中，在运行时，直接去这个地址调用函数；

　　而在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话，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。

　　所以，与Java语言中的所谓“常量”不同，class文件中的“常量”内容很非富，这些常量集中在class中的一个区域存放，一个紧接着一个，这里就称为“常量池”。

转: http://hi.baidu.com/rickmeteor/blog/item/f0be11dff578ba1662279848.html

java中的常量池技术，是为了方便快捷地创建某些对象而出现的，当需要一个对象时，就可以从池中取一个出来（如果池中没有则创建一个），则在需要重复重复创建相等变量时节省了很多时间。常量池其实也就是一个内存空间，不同于使用new关键字创建的对象所在的堆空间。本文只从java使用者的角度来探讨java常量池技术，并不涉及常量池的原理及实现方法。个人认为，如果是真的专注java,就必须对这些细节方面有一定的了解。但知道它的原理和具体的实现方法则不是必须的。

1,常量池中对象和堆中的对象

public class Test{

Integer i1=new Integer(1);
   Integer i2=new Integer(1);
//i1,i2分别位于堆中不同的内存空间

   System.out.println(i1==i2);//输出false

   Integer i3=1;
   Integer i4=1;
//i3,i4指向常量池中同一个内存空间

   System.out.println(i3==i4);//输出true

//很显然，i1,i3位于不同的内存空间

System.out.println(i1==i3);//输出false

}

2，8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 Test{

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

   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

   Boolean bool1=true;

   Boolean bool2=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

  

}

}

3,String也实现了常量池技术

String类也是java中用得多的类，同样为了创建String对象的方便，也实现了常量池的技术,测试代码如下:

public class Test{

public static void main(String[] args){

//s1,s2分别位于堆中不同空间

String s1=new String("hello");

String s2=new String("hello");

System.out.println(s1==s2)//输出false

//s3,s4位于池中同一空间

String s3="hello";

String s4="hello";

System.out.println(s3==s4);//输出true

}

}

最后:

细节决定成败，写代码更是如此。

对Integer对象的补充:http://hi.baidu.com/fandywang_jlu/blog/item/c5590b4eae053cc3d1c86a13.html

Integer的封装吧：

   public static Integer valueOf(int i) {

         final int offset = 128;

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

            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 = new Integer(128);

      Integer b = new Integer(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

由上可知，我们进行对象比较时最好还是使用equals，便于按照自己的目的进行控制。

--------------------------------------------------补充-----------------------------------------------------------------------

   我们看一下IntegerCache这个类里面的内容：

   private static class IntegerCache {

      private IntegerCache() {

      }

      static final Integer 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。

//////////////////////////////////////////////////////////对String方面的补充///////////////////////////////////////////////////////////

来自SUN官方文档:

3.10.5 String Literals

A string literal consists of zero or more characters enclosed in double quotes. Each character may be represented by an escape sequence.

A string literal is always of type String (§4.3.3. A string literal always refers to the same instance (§4.3.1) of class String.

StringLiteral:

 " StringCharacters_opt "

 

StringCharacters:

 StringCharacter

 StringCharacters StringCharacter

 

StringCharacter:

 InputCharacter but not " or \

 EscapeSequence

The escape sequences are described in §3.10.6.

As specified in §3.4, neither of the characters CR and LF is ever considered to be an InputCharacter; each is recognized as constituting a LineTerminator.

It is a compile-time error for a line terminator to appear after the opening " and before the closing matching ". A long string literal can always be broken up into shorter pieces and written as a (possibly parenthesized) expression using the string concatenation operator + (§15.18.1).

The following are examples of string literals:

""    // the empty string

"\""    // a string containing " alone

"This is a string"  // a string containing 16 characters

"This is a " +   // actually a string-valued constant expression,

 "two-line string" //  formed from two string literals

Because Unicode escapes are processed very early, it is not correct to write "\u000a" for a string literal containing a single linefeed (LF); the Unicode escape \u000a is transformed into an actual linefeed in translation step 1 (§3.3) and the linefeed becomes a LineTerminator in step 2 (§3.4), and so the string literal is not valid in step 3. Instead, one should write "\n" (§3.10.6). Similarly, it is not correct to write "\u000d" for a string literal containing a single carriage return (CR). Instead use "\r".

 

Each string literal is a reference (§4.3) to an instance (§4.3.1, §12.5) of class String (§4.3.3). String objects have a constant value. String literals-or, more generally, strings that are the values of constant expressions (§15.28)-are "interned" so as to share unique instances, using the method String.intern.

Thus, the test program consisting of the compilation unit (§7.3):

package testPackage;

class Test {

 public static void main(String[] args) {

  String hello = "Hello", lo = "lo";

  System.out.print((hello == "Hello") + " ");

  System.out.print((Other.hello == hello) + " ");

  System.out.print((other.Other.hello == hello) + " ");

  System.out.print((hello == ("Hel"+"lo")) + " ");

  System.out.print((hello == ("Hel"+lo)) + " ");

  System.out.println(hello == ("Hel"+lo).intern());

 }

}

class Other { static String hello = "Hello"; }

and the compilation unit:

package other;

public class Other { static String hello = "Hello"; }

produces the output:

true true true true false true

This example illustrates six points:

• Literal strings within the same class (§8) in the same package (§7) represent references to the same String object (§4.3.1).

在同包同类下,引用自同一String对象.

• Literal strings within different classes in the same package represent references to the same String object.

在同包不同类下,引用自同一String对象.

• Literal strings within different classes in different packages likewise represent references to the same String object.

在不同包不同类下,依然引用自同一String对象.

• Strings computed by constant expressions (§15.28) are computed at compile time and then treated as if they were literals.

在编译成.class时能够识别为同一字符串的,自动优化成常量,所以也引用自同一String对象.

• Strings computed at run time are newly created and therefore distinct.

在运行时创建的字符串具有独立的内存地址,所以不引用自同一String对象.

• The result of explicitly interning a computed string is the same string as any pre-existing literal string with the same contents.

String的intern()方法会查找在常量池中是否存在一份equal相等的字符串,

如果有则返回一个引用,没有则添加自己的字符串进进入常量池,

注意,只是字符串部分,

所以这时会存在2份拷贝,常量池的部分被String类私有持有并管理,自己的那份按对象生命周期继续使用.

API解释:

返回字符串对象的规范化表示形式。

一个初始时为空的字符串池，它由类 String 私有地维护。

当调用 intern 方法时，如果池已经包含一个等于此 String 对象的字符串（该对象由 equals(Object) 方法确定），则返回池中的字符串。否则，将此 String 对象添加到池中，并且返回此 String 对象的引用。

它遵循对于任何两个字符串 s 和 t，当且仅当 s.equals(t) 为 true 时，s.intern() == t.intern() 才为 true。

所有字面值字符串和字符串赋值常量表达式都是内部的。字符串字面值在《Java Language Specification》的 §3.10.5 中已定义。

------------------------------------代码演示补充-------------------------------------

   String s0= "java";

   String s1=new String("java");

   String s2=new String("java");

   s1.intern();

   s2=s2.intern(); //把常量池中“kvill”的引用赋给s2

   System.out.println( s0==s1);//false intern返回的引用没有引用变量接收~    s1.intern();等于废代码.

   System.out.println( s0==s1.intern() );//true

   System.out.println( s0==s2 );//true

------------------------------------代码演示补充-------------------------------------

   String s1=new String("java");
   String s2=s1.intern();//s1 检查常量池 发现没有 就拷贝自己的字符串进去   

//s2 引用该字符串常量池的地址

   System.out.println(s2 == s1);//false
   System.out.println( s2==s1.intern());//true
   System.out.println( s1==s1.intern());// false

最后引出equals()和==的故事

对于字符串比较,一定要切记使用equals,勿用==