JVM 之常量池

一、首先了解各版本常量池的位置。

Java6和6之前,常量池是存放在方法区(永久代)中的。

Java7,将常量池是存放到了堆中。

Java8之后,取消了整个永久代区域,取而代之的是元空间。运行时常量池和静态常量池存放在元空间(方法区)中,而字符串常量池依然存放在堆中。

二、常量池分类:静态常量池,运行时常量池,字符串常量池。

class文件常量池(Class Constant Pool)(也称静态常量池):

class文件内容:

在Class文件结构中,最头的4个字节用于存储魔数Magic Number,用于确定一个文件是否能被JVM接受,再接着4个字节用于存储版本号,前2个字节存储次版本号,后2个存储主版本号,再接着是用于存放常量的常量池,

由于常量的数量是不固定的,所以常量池的入口放置一个U2类型的数据(constant_pool_count)存储常量池容量计数值。

每个class文件都有一个class常量池

可以看到在方法区里的class文件信息包括:魔数,版本号,常量池,类,父类和接口数组,字段,方法等信息,其实类里面又包括字段和方法的信息。

下面的图表是class文件中存储的数据类型  :

类型 名称 数量
u4 magic 1
u2 minor_version 1
u2 major_version 1
u2 constant_pool_count 1
cp_info constant_pool constant_pool_count - 1
u2 access_flags 1
u2 this_class 1
u2 super_class 1
u2 interfaces_count 1
u2 interfaces interfaces_count
u2 fields_count 1
field_info fields fields_count
u2 methods_count 1
method_info methods methods_count
u2 attribute_count 1
attribute_info attributes attributes_count

java原代码:


public class TestInt {  
    private String str = "hello";  
    void printInt(){  
        System.out.println(65535);  
    }  
}

 class文件反编译后:

class文件常量池内容:

可以看出被反编译的class文件中的内容和上面所说的是能对应上的。这就解答了class文件和静态常量池(class文件常量池)的关系

静态常量池存储的是当class文件被java虚拟机加载进来后存放在方法区的一些字面量符号引用字面量包括字符串,基本类型的常量,符号引用其实引用的就是常量池里面的字符串,但符号引用不是直接存储字符串,

而是存储字符串在常量池里的索引。

运行时常量池(Runtime Constant Pool):

  • 运行时常量池存在于内存中,也就是class常量池被加载到内存之后的版本,不同之处是:它的字面量可以动态的添加(String#intern()),符号引用可以被解析为直接引用
  • 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。
  • 在解析阶段,会把符号引用替换为直接引用,比如说类的静态方法或私有方法,实例构造方法,父类方法,这是因为这些方法不能被重写其他版本,所以能在加载的时候就可以将符号引用转变为直接引用,而其他的一些方法是在这个方法被第一次调用的时候才会将符号引用转变为直接引用的。  解析的过程还会去查询字符串常量池,也就是我们下面所说的StringTable,以保证运行时常量池所引用的字符串与字符串常量池中是一致的。

字符串常量池(String Constant Pool):

字符串常量池在Java内存区域的哪个位置?

  • 在JDK6.0及之前版本,字符串常量池是放在Perm Gen区(也就是方法区)中;
  • 在JDK7.0版本,字符串常量池被移到了堆中了。至于为什么移到堆内,大概是由于方法区的内存空间太小了。

1.2:字符串常量池是什么?

  • 在HotSpot VM里实现的string pool功能的是一个StringTable类,它是一个Hash表,默认值大小长度是1009;这个StringTable在每个HotSpot VM的实例只有一份,被所有的类共享。字符串常量由一个一个字符组成,放在了StringTable上。
  • 在JDK6.0中,StringTable的长度是固定的,长度就是1009,因此如果放入String Pool中的String非常多,就会造成hash冲突,导致链表过长,当调用String#intern()时会需要到链表上一个一个找,从而导致性能大幅度下降;
  • 在JDK7.0中,StringTable的长度可以通过参数指定:
-XX:StringTableSize=66666
  •  

1.3:字符串常量池里放的是什么?

  • 在JDK6.0及之前版本中,String Pool里放的都是字符串常量;
  • 在JDK7.0中,由于String#intern()发生了改变,因此String Pool中也可以存放放于堆内的字符串对象的引用。

需要说明的是:字符串常量池中的字符串只存在一份!
如:

String s1 = "hello,world!";
String s2 = "hello,world!";
  •  

即执行完第一行代码后,常量池中已存在 “hello,world!”,那么 s2不会在常量池中申请新的空间,而是直接把已存在的字符串内存地址返回给s2。

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如有错误请帮忙指正, 谢谢!!!

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