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Java-常量池

Java-常量池

作者: snoweek | 来源:发表于2016-07-29 10:35 被阅读245次

    相关概念

    1. 常量池的定义
      常量池(constant pool):指的是在编译期被确定,并被保存在已编译的.class文件中的一些数据。虚拟机必须为每个被装载的类维护一个常量池。常量池就是该类所用到常量的一个有序集和。常量池位于JVM的方法区中。
      常量池主要用于存放两大类常量:字面量(Literal)和符号引用量(Symbolic References)
      字面量相当于Java语言层面常量的概念,如文本字符串,声明为final的常量值等各种基本类型(如int、long等等)和对象型(如String及数组)的常量值(final)
      符号引用则属于编译原理方面的概念,包括了如下三种类型的常量:
      类和接口的全限定名
      字段名称和描述符
      方法名称和描述符
    2. 常量池的好处
      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,==比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。
    3. 常量池的分类
      java中的常量池,实际上分为两种形态:静态常量池和运行时常量池。
      ** 静态常量池** 即编译生成的.class文件中的常量池,class文件中的常量池不仅仅包含字符串(数字)字面量,还包含类、方法的信息,占用class文件绝大部分空间。
      运行时常量池 在程序执行的时候,常量池会储存在Method Area,而不是堆中.则是jvm虚拟机在完成类装载操作后,将class文件中的常量池载入到内存中,并保存在方法区中,我们常说的常量池,就是指方法区中的运行时常量池。

    String类和常量池

    String s1 = "Hello";
    String s2= new String("Hello");
    System.out.println(s1 == s5);//false
    

    这两种不同的创建方法是有差别的,第一种方式是字符串在编译期间放在了常量池中,第二种方式是直接在堆内存空间创建一个新的对象。显然这两个对象的地址时不同的。

    String s1 = "Hello";
    String s2 = "Hel" + "lo";
    String s3 = "Hel" + new String("lo");
    System.out.println(s1 == s2);//true
    System.out.println(s1 == s3);//false
    System.out.println(s2 == s3);//false
    

    s1在编译期间放在了常量池中。
    s2虽然是动态拼接出来的字符串,但是所有参与拼接的部分都是已知的字面量,在编译期间,这种拼接会被优化,编译器直接帮你拼好,因此String s2 = "Hel" + "lo";在class文件中被优化成String s2 = "Hello",并放在了常量池中。
    s3虽然也是拼接出来的,但new String("lo")这部分不是已知字面量,是一个不可预料的部分,编译器不会优化,必须等到运行时才可以确定结果,并分配在堆中。

    String s1 = "Hello";    
    String s2 = "H";
    String s3 = "ello";
    String s4 = s7 + s8;                   
    System.out.println(s1 == s4);  // false
    

    虽然s2、s3在赋值的时候使用的字符串字面量,但是拼接成s4的时候,s2、s3作为两个变量,都是不可预料的,编译器毕竟是编译器,不可能当解释器用,所以不做优化,等到运行时,s2、s3拼接成的新字符串,在堆中地址不确定,不可能与方法区常量池中的s1地址相同。
    总结:

    1. 常量池中的两个字符串相等
    2. 常量池和堆中的字符串不相等
    3. 堆中的两个字符串不相等

    运行时常量池相对于class文件常量池的另外一个重要特征是具备动态性,Java语言并不要求常量一定只有编译期才能产生,也就是并非预置入class文件中常量池的内容才能进入方法区运行时常量池,运行期间也可能将新的常量放入池中,这种特性被开发人员利用比较多的就是String类的intern()方法。
    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,如果有则返回该字符串的引用,如果没有则添加自己的字符串进入常量池。

    String s1 = "Hello";    
    String s2 = new String("Hello"); 
    String s3 = s2.intern();
    System.out.println(s1 == s2);//false
    System.out.println(s1 == s3);  // true
    
    

    8种基本类型的包装类和常量池

    1. Java中基本类型的包装类的大部分都实现了常量池技术,即Byte,Short,Integer,Long,Character,Boolean;
    Integer i1 = 40;
    Integer i2 = 40;
    System.out.println(i1==i2);//输出TRUE
    

    这六种包装类默认创建了数值[-128,127]的相应类型的缓存数据,但是超出此范围仍然会去创建新的对象。

    Integer i1 = 400;
    Integer i2 = 400;
    System.out.println(i1==i2);//输出false
    
    1. 两种浮点数类型的包装类Float,Double并没有实现常量池技术。
    Double i1=1.2;
    Double i2=1.2;
    System.out.println(i1==i2);//输出false
    
    1. 应用常量池的场景
      (1) Java在编译的时候会直接将代码封装,从而使用常量池中的对象。valueOf方法中也有判断,若数值范围在[-128,127]内,就会从常量池中取值返回,否则就会返回一个新的Integer对象。即在堆内存中分配内存。
    Integer i1=40;
    Integer i1=Integer.valueOf(40);
    //这两句等价
    

    (2)此情况下会创建新的对象。

    Integer i1 = 40;
    Integer i2 = new Integer(40);
    System.out.println(i1==i2);//输出false
    

    Integer比较更丰富的一个例子

    Integer i1 = 40;
    Integer i2 = 40;
    Integer i3 = 0;
    Integer i4 = new Integer(40);
    Integer i5 = new Integer(40);
    Integer i6 = new Integer(0);
    System.out.println("i1=i2 " + (i1 == i2));//true
    System.out.println("i1=i2+i3 " + (i1 == i2 + i3));//true
    System.out.println("i1=i4 " + (i1 == i4));// false
    System.out.println("i4=i5 " + (i4 == i5));// false
    System.out.println("i4=i5+i6 " + (i4 == i5 + i6)); //true
    System.out.println("40=i5+i6 " + (40 == i5 + i6));//true
    

    解释:语句

    i4 == i5 + i6
    

    因为+这个操作符不适用于Integer对象,首先i5和i6进行自动拆箱操作,进行数值相加,即

    i4 == 40
    

    然后Integer对象无法与数值进行直接比较,所以i4自动拆箱转为int值40,最终这条语句转为

    40 == 40
    

    进行数值比较。

    1. 基本类型与其包装类进行比较,包装类会自动拆箱成相应基本类型,然后比较值即可
    int i=0;
    Integer j=new Integer(0);
    System.out.println(i==j);//true
    

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