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本篇文章先引入两个问题,在通过四道经典笔试题区分全局字符串池与运行时常量池在JVM中的应用。

class常量池有什么好处?有什么作用?

常量池:用于存放编译器生成的各种字面量和符号引用。字面量就是我们所说的常量概念,如文本字符串String、 被声明为final的常量值等;符号引用是一组符号来描述所引用的目标,符号可以是任何形式的字面量,只要使用时能无歧义地定位到目标即可。

常量池是为了避免频繁的创建和销毁对象而影响系统性能,其实现了对象的共享。例如字符串常量池,在编译阶段就把所有的字符串文字放到一个常量池中。

  1. 节省内存空间:常量池中所有相同的字符串常量被合并,只占用一个空间。
  2. 节省运行时间:比较字符串时,==equals()快,对于两个引用变量,只用==判断引用是否相等,也就可以判断实际值是否相等。

方法区的全局字符串池与运行时常量池有什么区别?

全局字符串值

全局字符串值是class常量池中的一部分,存储编译期类中产生的字符串类型数据。

然后将该字符串对象实例的引用值存到string pool中,string pool的底层就是一个StringTable类, 它是一个固定大小的Hashtable, 默认值大小长度是1009,里面存的是驻留字符串的引用;也即是说数据存于堆中,String Table保持引用地址。在jvm中,StringTable只有一个,被所有类共享。

运行时常量池

运行时常量池是方法区的一部分,所有线程共享。虚拟机加载Class后把class常量池中的数据放入到运行时常量池。

运行时常量池是在类加载完成之后,将每个class常量池中的符号引用值转存到运行时常量池中,即类加载解析之后,将符号引用替换成直接引用,与全局常量池中的引用值保持一致。

举例说明

第一个是最初学equals时就有的例题,答案是false,如今学完方法区对其终于有了比较清晰的解释。

例一

类加载对一个类只会进行一次,"abc"在类加载时就已经创建并驻留在全局字符串池StringTable中,new String("abc")将常量池中的对象复制一份放到堆heap中,并且把heap中的这个对象的引用交给s2持有。

java
public void test1() {
    String s1 = "abc";
    String s2 = new String("abc");
    System.out.println(s1 == s2);
}

例二

字符串的intern()方法是一个用于优化字符串的方法。当调用该方法时,它会检查字符串池中是否已经存在具有相同值的字符串。如果字符串池中已经存在同值的字符串,则返回字符串池中的字符串对象;如果字符串池中不存在相同值的字符串,则将该字符串添加到字符串池中,并返回字符串池中的字符串对象。

java
public void test1() {
    String s1 = new String("abc");
    String s2 = s1.intern(); // 本质上从常量池中取字符
    String s3 = "abc";
    System.out.println(s1 == s2); // false
    System.out.println(s2 == s3); // true
}

例三

s1+s2是变量拼接,最终效果等同于new String,而s5等于是从常量池找字符ab,s3已经定义过了,因此可在常量池直接寻找到,无需重复创建。

java
public void test1() {
    String s1 = "a";
    String s2 = "b";
    String s3 = "ab";
    String s4 = s1 + s2; // 底层是StringBuilder(JDK5.0之前是StringBuffer),调用append方法拼接s1和s2,最后通过toString输出,通过toString约等于new String
    System.out.println(s3 == s4); // false

    String s5 = "a" + "b";
    System.out.println(s3 == s5); // true
}

例四

这个就比较有意思了,s1和s2使用final修饰,编译期会进行优化,不需要通过StringBuilder,而是直接从常量池找到"ab"。

java
public void test1() {
    final String s1 = "a";
    final String s2 = "b";
    String s3 = "ab";
    String s4 = s1 + s2;
    System.out.println(s3 == s4); // true
}