Java面试知识点（八十八）Java中的常量池

桃扇骨 2021-09-20 22:42 380阅读 0赞

**Java中有三个常量池：字符串常量池、运行时常量池、class常量池**

### 一、常量池的定义 ###

**1.字符常量池池**

全局字符串池里的内容是在类加载完成，经过验证，准备阶段之后在堆中生成字符串对象实例，然后将该字符串对象实例的引用值存到 string pool 中（**记住：在1.8之后，string pool 中存的是引用值和String实例对象，具体的后面会讲解**）。 在 HotSpot VM 里实现的 string pool 功能的是一个 StringTable 类，它是一个哈希表，里面存的是驻留字符串 (也就是我们常说的用双引号括起来的) 的引用（有时候也驻留字符串实例本身，是存字符串字面量还是引用，需要看具体情形，下面会讲到），也就是说在堆中的某些字符串实例被这个 StringTable 引用之后就等同被赋予了” 驻留字符串” 的身份。这个 StringTable 在每个 HotSpot VM 的实例只有一份，被所有的类共享。

**2.class 文件常量池（class constant pool）**

我们都知道，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)——注意这里的class常量池是存放在class文件中，而不是在jvm中，用于存放编译器生成的**各种字面量 (Literal) 和符号引用 (Symbolic References)**。 字面量就是我们所说的常量概念，如**文本字符串、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（它与直接引用区分一下，直接引用一般是指向方法区的本地指针，相对偏移量或是一个能间接定位到目标的句柄）。

**3.运行时常量池**  
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**。在上面我也说了，class 常量池中存的是字面量和符号引用，也就是说他们存的并不是对象的实例，而是对象的符号引用值。而经过解析（resolve）之后，也就是把符号引用替换为直接引用，**解析的过程会去查询全局字符串池**，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全局字符串池中所引用的是一致的。

关于 class常量池和运行时常量池可以这么理解：  
**在java文件编译时，类的字面量和符号引用，会存放在class类常量池，但是当类文件加载到jvm之后，class常量池的内容就被会加载到运行时常量池**。

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### 二、常量池的位置 ###

在 JDK1.7 之前**运行时常量池逻辑包含字符串常量池**存放在**方法区**，此时 hotspot 虚拟机对方法区的实现为 **永久代**

在 JDK1.7 字**符串常量池被从方法区拿到了堆**中，这里没有提到运行时常量池，也就是说**字符串常量池被单独拿到堆**，运行时常量池剩下的东西还在方法区 , 也就是 hotspot 中的永久代

在 JDK1.8 hotspot 移除了永久代用元空间 (Metaspace) 取而代之，这时候 **字符串常量池还在堆 , 运行时常量池还在方法区** , 只不过方法区的实现从永久代变成了元空间 (Metaspace)

**此时（1.8以及以后）：常量池中同时存在字符串常量和字符串引用**

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### 三、String类型与字符常量池 ###

1.String str=“abc”，执行这句话时，会先去 “字符常量池” 搜索时候有 “abc” 这个字符串，如果有，则将字符串的首地址赋值给 str，如果没有，生成一个新的字符串 “abc” 并且将首地址赋值给 str；

2.String str=new String (“abc”)，执行这句话时，会现在堆里面生成一个对象，str存储的是这个对象的地址，同时，

**在jdk1.7之前：**  
还会去查看字符常量池中是否存在该字符串，如果存在就不处理，如果不存在，还会在字符常量池中生成一个相同的字符串。

**在jdk1.7及其以后**：  
由于常量池已经放在堆中，所以new String之后不会在去常量池生成一份字符串。

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### 三、示例 ###

【代码一】

public static void main(String[] args) { 
           String s1 = "hello";
           String s2 = "hello";
           String s3 = "he" + "llo";
           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
        }

**intern () 方法**

**在jdk1.6的时候**，能使一个位于堆中的字符串在运行期间动态地加入到字符串常量池中（字符串常量池的内容是程序启动的时候就已经加载好了），如果字符串常量池中有该对象对应的字面量，则返回该字面量在字符串常量池中的引用，否则，创建复制一份该字面量到字符串常量池并返回它的引用。

**在jdk1.7及以后**，字符串常量池已经转移到堆中了，是堆中的一部分内容，jvm 设计人员对 intern () 进行了一些修改，当执行 str.intern () 时，jvm 不再把 str 对应的字面量复制一份到字符串常量池中，而是在字符串常量池中存储一份 s3 的引用，这个引用指向堆中的字面量.

* intern 方法注释：
         * 如果在池中存在string，则返回string
         * 不存在相应的string，把该字符串的引用加入string pool，并返回该引用

【代码二】

public static void main(String[] args) { 
            String s1 = new String("hello");
            String intern1 = s1.intern();
            String s2 = "hello";
            System.out.println(s1 == s2);
            String s3 = new String("hello") + new String("hello");
            String intern3 = s3.intern();
            String s4 = "hellohello";
            System.out.println(s3 == s4);
        }

在 jdk1.6 下运行的结果为：  
false  
false

在 jdk1.7,1.8 下运行的结果为：  
false  
true

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【代码三】

public static void main(String[] args) { 
            String s1 = new String("hello");
            String s2 = "hello";
            String intern1 = s1.intern();
            System.out.println(s1 == s2);
            String s3 = new String("hello") + new String("hello");
            String s4 = "hellohello";
            String intern3 = s3.intern();
            System.out.println(s3 == s4);
        }

在 jdk1.6 下运行的结果为：  
false  
false

在 jdk1.7,1.8 下运行的结果为：  
false  
false

解析：  
代码二和代码三的区别，主要是先调用intern方法还是后调用

先运行intern方法：  
当执行 s3.intern () 时，jvm 不再把 s3 对应的字面量复制一份到字符串常量池中，而是在字符串常量池中**存储一份 s3 的引用**，这个引用指向堆中的字面量，当运行到 String s4 = “hellohello” 时，发现字符串常量池已经存在一个指向堆中该字面量的引用，则返回这个引用，而这个引用就是 s3。所以 s3==s4 输出 true。

反之：  
先运行String s4 = “hellohello”，在常量池中没’‘hellohello’'这个字面量或者它的引用，所以在常量池中创建字面量，然后在执行intern方法的时候，还是会把这个引用放入常量池，此时，二者不在相等。