java中常量池的概念及存在的区域

--------java中常量池的概念

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Java语言中，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”。

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。

 那么常量池到底存在于java5片内存区域的哪一块呢？？？

    闲言少叙，直接上代码。

 

Java代码  

1. <span style="font-size: large;">import java.util.ArrayList;  
2.   
3. public class Test {  
4.   
5.     public static void main(String[] args) {  
6.         String str = "abc";  
7.         char[] array = {'a', 'b', 'c'};  
8.         String str2 = new String(array);  
9.         //使用intern()将str2字符串内容放入常量池  
10.         str2 = str2.intern();  
11.         //这个比较用来说明字符串字面常量和我们使用intern处理后的字符串是在同一个地方  
12.         System.out.println(str == str2);  
13.         //那好，下面我们就拼命的intern吧  
14.         ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();  
15.         for (int i = 0; i < 10000000; i++) {  
16.             String temp = String.valueOf(i).intern();  
17.             list.add(temp);  
18.         }  
19.     }  
20. }</span>  

 

执行一下，会怎么样？

true 
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space 
        at java.lang.String.intern(Native Method) 
        at Test.main(Test.java:16) 
Java Result: 1  

 

     异常信息告诉我们PermGen 满了。奥，我知道字符串常量池在哪了。PermGen就是jvm规范中所谓的方法区。

     这里偷懒了一下，只是指定了很大的数10000000让PermGen 溢出，不过时间可能长点。勤快的人还是自己指定java运行的内存比较好，稍小点就能验证。

常量池中对象和堆中的对象

[java] view plaincopy

1. public class Test{  
2.   
3. Integer i1=new Integer(1);  
4.    Integer i2=new Integer(1);  
5. //i1,i2分别位于堆中不同的内存空间  
6.   
7.    System.out.println(i1==i2);//输出false  
8.   
9.   
10.    Integer i3=1;  
11.    Integer i4=1;  
12. //i3,i4指向常量池中同一个内存空间  
13.   
14.    System.out.println(i3==i4);//输出true  
15.   
16. //很显然，i1,i3位于不同的内存空间  
17.   
18. System.out.println(i1==i3);//输出false  
19.   
20. }  

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：

[java] view plaincopy

1. public class Test{  
2.   
3. public static void main(String[] args){  
4.   
5.    //5种整形的包装类Byte,Short,Integer,Long,Character的对象，  
6.   
7.    //在值小于127时可以使用常量池  
8.   
9.    Integer i1=127;  
10.   
11.    Integer i2=127;  
12.   
13.    System.out.println(i1==i2)//输出true  
14.   
15.    //值大于127时，不会从常量池中取对象  
16.   
17.    Integer i3=128;  
18.   
19.    Integer i4=128;  
20.   
21.    System.out.println(i3==i4)//输出false  
22.   
23.    //Boolean类也实现了常量池技术  
24.   
25.    Boolean bool1=true;  
26.   
27.    Boolean bool2=true;  
28.   
29.    System.out.println(bool1==bool2);//输出true  
30.   
31.    //浮点类型的包装类没有实现常量池技术  
32.   
33.    Double d1=1.0;  
34.   
35.    Double d2=1.0;  
36.   
37.    System.out.println(d1==d2)//输出false  
38.   
39.    
40.   
41. }  
42.   
43. }  

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:

[java] view plaincopy

1. public class Test{  
2.   
3. public static void main(String[] args){  
4.   
5. //s1,s2分别位于堆中不同空间  
6.   
7. String s1=new String("hello");  
8.   
9. String s2=new String("hello");  
10.   
11. System.out.println(s1==s2)//输出false  
12.   
13. //s3,s4位于池中同一空间  
14.   
15. String s3="hello";  
16.   
17. String s4="hello";  
18.   
19. System.out.println(s3==s4);//输出true  
20.   
21. }  
22.   
23. }  

最后

细节决定成败，写代码更是如此。

在JDK5.0之前是不允许直接将基本数据类型的数据直接赋值给其对应地包装类的，如：Integer i = 5; 

但是在JDK5.0中支持这种写法，因为编译器会自动将上面的代码转换成如下代码：Integer i=Integer.valueOf(5);  

这就是Java的装箱.JDK5.0也提供了自动拆箱. Integer i =5;  int j = i;  

Integer的封装：

[java] view plaincopy

1. public static Integer valueOf(int i) {    
2.     final int offset = 128;    
3.     if (i >= -128 && i <= 127) { // must cache     
4.         return IntegerCache.cache[i + offset];    
5.     }    
6.       return new Integer(i);    
7.  }    
8.     
9.     
10. private static class IntegerCache {    
11.     
12.         
13.     
14. private IntegerCache(){}    
15. static final Integer cache[] = new Integer[-(-128) + 127 + 1];    
16.     static {    
17.         for(int i = 0; i < cache.length; i++)    
18.         cache[i] = new Integer(i - 128);    
19.     }    
20. }    

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。