JAVA中字符串常量池和缓冲池理解与作用

超、凢脫俗 2023-10-07 17:44 3阅读 0赞

字符串池与常量池是完全不同的两个东西，但是很多地方都喜欢把它们混为一谈，很容易让初学者产生误解，在这里我想好好讨论一下它们。

字符串池也可以被称为**字符串常量池**，我认为这个名称就是产生误解的根源，有些人说着说着就把**字符串**三个字省略了，只剩下了**常量池**... 所以为了避免误解，我建议在指代字符串对象的缓存池的时候，就直接称之为**字符串池**

## 1 常量池 ##

常量池分为两个类型，一是.class文件中**静态的常量池**，二是.class文件中的静态常量池被加载到JVM中而形成的**运行时常量池**。

### **1.1 静态常量池** ###

.class文件中的常量池可以看作一个数组，数组中存储了一些常量，当需要在字节码指令中用到这个常量的时候，就通过数组的索引来访问它。

看下面的代码：

String m = "hellohellohellohellohello";
     String n = "hellohellohellohellohello";

它在字节码中将会是这种形式：

// 常量池：
     #1 hellohellohellohellohello
     #2 ...
     ...
     ----------------------------
     
     String m = #1;
     String n = #1;

当然，这只是一个简化的版本，实际上要更加复杂 （实际的版本可以看文章末尾参考资料部分里面贴出的那个回答，目前可以先只考虑简化的版本）

注意，在这个里面存储的字符串常量只是一个简单的UTF8编码的字节序列，而不是Java的字符串对象，它就和你在一个txt文本中存储的字符串一样，我们用UTF8格式来打开一个.class文件，可以看到`hellohellohellohellohello`是可以被解析的：![watermark_type_d3F5LXplbmhlaQ_shadow_50_text_Q1NETiBAVGVyZW5jZSBXYW5n_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16][]

### **1.2 运行时常量池** ###

理解了静态的常量池之后，运行时常量池就很容易想明白了。简单来说，运行时常量池就是.class文件中的静态常量池在JVM中的运行时表示，每一个.class文件的静态常量池都会生成一个对应的运行时常量池。等到JVM在解释`String m = #1`这条指令时，它可以去这个类的运行时常量池中查找\#1的定义。

## 2 字符串池 ##

字符串池是Java为了重用`String`对象而设置的一个缓存池，Java1.7之前设置在方法区上，保存的是String对象；Java1.7之后设置在堆上，保存的是`String`对象的引用，`String`对象本身存在于堆上的其他位置。下文中以Java1.7之后的情况为标准。

继续上面的例子。当JVM在解释String m = \#1时，它已经从运行时常量池拿到了相应的UTF8序列，接下来，它会在字符串池中寻找和这个UTF8序列对应的String对象，并把这个对象的引用赋值给m。你可能会好奇这个String被创建的时机，根据R大的[这篇文章][Link 1]，在这条语句所在的类被加载时，如果字符串池中已经存在对应的对象了，那么就什么都不做，如果不存在，就会创建一个对应的String对象，并把其引用放入池中。

除了字符串池，`Integer`、`Long`等Wrapper类型也有自己的缓存池，比如`Integer`会缓存从-128~127的`Integer`对象，当使用字面量赋值或者`Integer.valueOf()`时，如果池中存在相应的对象，就会返回池中的对象，只有当池中没有时才会在堆上创建新对象。

不过，和字符串池不同的时，这些Wrapper池不会像字符串池一样可以增长，也就是池中的对象数目是固定的，Integer池中只会有-128~127。

基本类型对应的缓冲池如下：

boolean values true and false  
all byte values  
short values between -128 and 127  
int values between -128 and 127  
char in the range \\u0000 to \\u007F

在 jdk 1.8 所有的数值类缓冲池中，Integer 的缓冲池 IntegerCache 很特殊，这个缓冲池的下界是 - 128，上界默认是 127，但是这个上界是可调的，在启动 jvm 的时候，通过 -XX:AutoBoxCacheMax= 来指定这个缓冲池的大小，该选项在 JVM 初始化的时候会设定一个名为 java.lang.IntegerCache.high 系统属性，然后 IntegerCache 初始化的时候就会读取该系统属性来决定上界。

##  ##

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[Link 1]: https://link.zhihu.com/?target=https%3A//www.iteye.com/topic/774673