這篇文章將為大家詳細(xì)講解有關(guān)Java常量本質(zhì)及三種常量池分別是什么,文章內(nèi)容質(zhì)量較高,因此小編分享給大家做個(gè)參考,希望大家閱讀完這篇文章后對相關(guān)知識有一定的了解。
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靜態(tài)常量池
所謂靜態(tài)常量池,即*.class文件中的常量池,class文件中的常量池不僅僅包含字符串(數(shù)字)字面量,還包含類、方法的信息,占用class文件絕大部分空間。這種常量池主要用于存放兩大類常量:字面量(Literal)和符號引用量(Symbolic References),字面量相當(dāng)于Java語言層面常量的概念,如文本字符串,聲明為final的常量值等,符號引用則屬于編譯原理方面的概念,包括了如下三種類型的常量:
類和接口的全限定名 字段名稱和描述符 方法名稱和描述符
而運(yùn)行時(shí)常量池,則是jvm虛擬機(jī)在完成類裝載操作后,將class文件中的常量池載入到內(nèi)存中,并保存在方法區(qū)中,我們常說的常量池,就是指方法區(qū)中的運(yùn)行時(shí)常量池。
運(yùn)行時(shí)常量池相對于Class文件常量池的另外一個(gè)重要特征是具備動(dòng)態(tài)性,Java語言并不要求常量一定只有編譯期才能產(chǎn)生,也就是并非預(yù)置入class文件中常量池的內(nèi)容才能進(jìn)入方法區(qū)運(yùn)行時(shí)常量池,運(yùn)行期間也可能將新的常量放入池中,這種特性被開發(fā)人員利用比較多的就是String類的intern()方法。
String的intern()方法會(huì)查找在常量池中是否存在一份equal相等的字符串,如果有則返回該字符串的引用,如果沒有則添加自己的字符串進(jìn)入常量池。
那這樣來看,通過靜態(tài)常量池,即*.class文件中的常量池 更能夠探究常量的含義了
下面看一段代碼
public class Main {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(Father.str); }}class Father{
public static String str = "Hello,world"; static {
System.out.println("Father static block");
}}
輸出結(jié)果為
再看另一個(gè):
package com.company;public class Main {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(Father.str); }}class Father{ public static final String str = "Hello,world"; static {
System.out.println("Father static block");
}}
結(jié)果:
只有一個(gè)
是不是發(fā)現(xiàn)很吃驚啊
我們對第二個(gè)演示的代碼塊進(jìn)行反編譯一下
D:\CodePractise\untitled\out\production\untitled\com\company>javap -c Main.classCompiled from "Main.java"public class com.company.Main {
public com.company.Main();
Code: 0: aload_0 1: invokespecial #1
// Method java/lang/Object."
Code: 0: getstatic #2
// Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 3: ldc #4
// String Hello,world 5: invokevirtual #5
// Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V 8: return}
這里有一個(gè)Main()是構(gòu)造方法 下面的是main方法
0: getstatic # 2 對應(yīng)的是System.out3: ldc #4 對應(yīng)的值 直接是 Hello,world 了 確定的值 沒有從Father類中取出
ldc表示將int,float或是String類型的常量值從常量池中推送至棧頂
竟然沒有?。?! 即使刪除Father.class文件 這段代碼照樣可以運(yùn)行 它和Father類 沒有半毛錢的關(guān)系了
實(shí)際上,在編譯階段 常量就會(huì)被存入到調(diào)用這個(gè)常量的方法所在的類的常量池當(dāng)中
從這個(gè)例子中 可以看出 這里的str 是一個(gè)常量 調(diào)用這個(gè)常量的方法是main方法 main方法所在的類是Main ,也就是說編譯之后str被放在了該類的常量池中
本質(zhì)上,調(diào)用類并沒有直接引用到定義常量的類,因此并不會(huì)觸發(fā)定義常量的類的初始化
類的初始化 涉及到類的加載機(jī)制 這里暫時(shí)寫不說 這個(gè)留到之后必須要好好說說
字符串常量池(string pool也有叫做string literal pool)
全局字符串池里的內(nèi)容是在類加載完成,經(jīng)過驗(yàn)證,準(zhǔn)備階段之后在堆中生成字符串對象實(shí)例,然后將該字符串對象實(shí)例的引用值存到string pool中(記?。簊tring pool中存的是引用值而不是具體的實(shí)例對象,具體的實(shí)例對象是在堆中開辟的一塊空間存放的。)。
字符串常量池的位置的說法不太準(zhǔn)確在JDK6.0及之前版本,字符串常量池是放在Perm Gen區(qū)(也就是方法區(qū))中;在JDK7.0版本,字符串常量池被移到了堆中了。
在HotSpot VM里實(shí)現(xiàn)的string pool功能的是一個(gè)StringTable類,它是一個(gè)哈希表,里面存的是駐留字符串(也就是我們常說的用雙引號括起來的)的引用(而不是駐留字符串實(shí)例本身),也就是說在堆中的某些字符串實(shí)例被這個(gè)StringTable引用之后就等同被賦予了”駐留字符串”的身份。這個(gè)StringTable在每個(gè)HotSpot VM的實(shí)例只有一份,被所有的類共享。
回到運(yùn)行常量池(runtime constant pool)
jvm在執(zhí)行某個(gè)類的時(shí)候,必須經(jīng)過加載、連接、初始化,而連接又包括驗(yàn)證、準(zhǔn)備、解析三個(gè)階段。
而當(dāng)類加載到內(nèi)存中后,jvm就會(huì)將靜態(tài)常量池中的內(nèi)容存放到運(yùn)行時(shí)常量池中,由此可知,運(yùn)行時(shí)常量池也是每個(gè)類都有一個(gè)。
靜態(tài)常量池中存的是字面量和符號引用,也就是說它們存的并不是對象的實(shí)例,而是對象的符號引用值。而經(jīng)過解析(resolve)之后,也就是把符號引用替換為直接引用,解析的過程會(huì)去查詢字符串常量池,也就是我們上面所說的StringTable,以保證運(yùn)行時(shí)常量池所引用的字符串與字符串常量池中所引用的是一致的。
我們看一個(gè)例子
import java.util.UUID;public class Test {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(TestValue.str);
}}class TestValue{
public static final String str = UUID.randomUUID().toString();
static {
System.out.println("TestValue static code");
}}
結(jié)果:
從聲明本身str都是常量,關(guān)鍵的是這個(gè)常量的值能否在編譯時(shí)期確定下來,顯然這里的例子在編譯期的時(shí)候顯然是確定不下來的。需要在運(yùn)行期才能能夠確定下來,這要求目標(biāo)類要進(jìn)行初始化
當(dāng)常量的值并非編譯期間可以確定的,那么其值不會(huì)被放到調(diào)用類的常量池中這時(shí)在程序運(yùn)行時(shí),會(huì)導(dǎo)致主動(dòng)使用這個(gè)常量所在的類,顯然會(huì)導(dǎo)致這個(gè)類被初始化。(這個(gè)涉及到類的加載機(jī)制,后面會(huì)寫這里做個(gè)標(biāo)記)
反編譯探究一下:
Compiled from "Test.java"class com.leetcodePractise.tstudy.TestValue { public static final java.lang.String str; com.leetcodePractise.tstudy.TestValue(); Code: 0: aload_0 1: invokespecial #1
// Method java/lang/Object."
// Method java/util/UUID.randomUUID:()Ljava/util/UUID; 3: invokevirtual #3
// Method java/util/UUID.toString:()Ljava/lang/String; 6: putstatic #4
// Field str:Ljava/lang/String; 9: getstatic #5
// Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 12: ldc #6
// String TestValue static code 14: invokevirtual #7
// Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V 17: return}
很明顯TestValue類會(huì)初始化出來
常量介紹完之后 這里記錄一下反編譯及助記符的筆記
package com.company;public class Main { public static void main(String[] args) { System.out.println(Father.str); System.out.println(Father.s); }}class Father{ public static final String str = "Hello,world"; public static final short s = 6; static { System.out.println("Father static block"); }}
public class com.company.Main { public com.company.Main(); Code: 0: aload_0 1: invokespecial #1
// Method java/lang/Object."
// Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 3: ldc #4
// String Hello,world 5: invokevirtual #5
// Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V 8: getstatic #2 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 11: bipush 6 13: invokevirtual #6
// Method java/io/PrintStream.println:(I)V 16: return}
bipush 表示將單字節(jié)(-128-127)的常量值推送至棧頂
再加入
package com.company;public class Main {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(Father.str);
System.out.println(Father.s);
System.out.println(Father.t);
}}class Father{ public static final String str = "Hello,world";
public static final short s = 6;
public static final int t = 128; static {
System.out.println("Father static block");
}}
進(jìn)行反編譯
public class com.company.Main { public com.company.Main(); Code: 0: aload_0 1: invokespecial #1
// Method java/lang/Object."
// String Hello,world 5: invokevirtual #5
// Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V 8: getstatic #2
// Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 11: bipush 6 13: invokevirtual #6
// Method java/io/PrintStream.println:(I)V 16: getstatic #2
// Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 19: sipush 128 22: invokevirtual #6
// Method java/io/PrintStream.println:(I)V 25: return}
sipush表示將一個(gè)短整型常量值(-32768~32767)推送至棧頂
再進(jìn)行更改
package com.company;public class Main { public static void main(String[] args) { System.out.println(Father.str); System.out.println(Father.t); }}class Father{ public static final String str = "Hello,world"; public static final int t = 1; static { System.out.println("Father static block"); }}
public class com.company.Main {
public com.company.Main();
Code: 0: aload_0 1: invokespecial #1
// Method java/lang/Object."
Code: 0: getstatic #2
// Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 3: ldc #4
// String Hello,world 5: invokevirtual #5
// Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V 8: getstatic #2
// Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 11: bipush 6 13: invokevirtual #6
// Method java/io/PrintStream.println:(I)V 16: getstatic #2
// Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 19: sipush 128 22: invokevirtual #6
// Method java/io/PrintStream.println:(I)V 25: return}D:\CodePractise\untitled\out\production\untitled\com\company>javap -c Main.classCompiled from "Main.java"public class com.company.Main { public com.company.Main(); Code: 0: aload_0 1: invokespecial #1
// Method java/lang/Object."
// Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 3: ldc #4
// String Hello,world 5: invokevirtual #5
// Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V 8: getstatic #2
// Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 11: iconst_1 12: invokevirtual #6
// Method java/io/PrintStream.println:(I)V 15: return}
這里變成了 iconst_1
iconst 1表示將int類型1推送至棧頂(iconst_m1-iconst_5)當(dāng)大于5的時(shí)候 就變?yōu)榱薭ipushm1對應(yīng)的是-1
關(guān)于Java常量本質(zhì)及三種常量池分別是什么就分享到這里了,希望以上內(nèi)容可以對大家有一定的幫助,可以學(xué)到更多知識。如果覺得文章不錯(cuò),可以把它分享出去讓更多的人看到。