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漫谈java中的常量和常量池

一、相关概念

1、什么是常量

用final修饰的成员变量表示常量,值一旦给定就无法改变!

final修饰的变量有三种:静态变量、实例变量和局部变量,分别表示三种类型的常量。

2、Class文件中的常量池

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。

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,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

3、方法区中的运行时常量池

运行时常量池是方法区的一部分。

CLass文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外,还有一项信息是常量池,用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用,这部分内容将在类加载后进入方法区的运行时常量池中存放。

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。

4、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。

5、双等号==的含义

基本数据类型之间应用双等号,比较的是他们的数值。

复合数据类型(类)之间应用双等号,比较的是他们在内存中的存放地址。

二、基本类型的包装类和常量池

1、常量 缓存 规则

Integer、Short、Long,Byte对-128~127范围内的数字,进行了缓存;Boolean对两个值都有缓存;Character对0~255范围内的值进行缓存;Float和Double这两个浮点数包装类,并没有常量缓存。

2、应用场景

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

 
  • Integer i1=40;Java在编译的时候会直接将代码封装成Integer i1=Integer.valueOf(40);,从而使用常量池中的对象。
  • Integer i1 = new Integer(40);这种情况下会创建新的对象。

三、String类和常量池

1、String对象创建方式

 String str1 = "abcd";
 String str2 = new String("abcd");
 System.out.println(str1==str2);//false
 

这两种不同的创建方法是有差别的,第一种方式是在常量池中拿对象,第二种方式是直接在堆内存空间创建一个新的对象。

只要使用new方法,便需要创建新的对象。

2、连接表达式 +

  • 只有使用引号包含文本的方式创建的String对象之间使用“+”连接产生的新对象才会被加入字符串池中。
  • 对于所有包含new方式新建对象(包括null)的“+”连接表达式,它所产生的新对象都不会被加入字符串池中。

3、String s1 = new String(“xyz”);**创建了几个对象? **

考虑类加载阶段和实际执行时。

  • 类加载对一个类只会进行一次。”xyz”在类加载时就已经创建并驻留了(如果该类被加载之前已经有”xyz”字符串被驻留过则不需要重复创建用于驻留的”xyz”实例)。驻留的字符串是放在全局共享的字符串常量池中的。
  • 在这段代码后续被运行的时候,”xyz”字面量对应的String实例已经固定了,不会再被重复创建。所以这段代码将常量池中的对象复制一份放到 heap 中,并且把heap中的这个对象的引用交给s1 持有。

这条语句创建了2个对象。

4、java.lang.String.intern()

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。

作者:梦工厂

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来源:简书

文章来源:智云一二三科技

文章标题:漫谈java中的常量和常量池

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