通过Java字节码发现有趣的内幕之String篇(一)

原创
2015/08/28 17:39
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很多时候我们在编写Java代码时,判断和猜测代码问题时主要是通过运行结果来得到答案,本博文主要是想通过Java字节码的方式来进一步求证我们已知的东西。这里没有对Java字节码知识进行介绍,如果想了解更多的Java字节码或对其感兴趣的朋友可以先阅读字节码基础:JVM字节码初探

String字面量可以通过'=='判断两个字符串是否相同,是因为大家都知道'=='是用来判断两个对象的值引用地址是否一致,两个值一样的字符串字面量定义是否指向同一个值内存地址呢?答案是肯定的。

package com.jaffa.test.string;

public class ConstPoolTest {
	public static void main(String[] args){
		String str1 = "strVal_1";
		String str2 = "strVal_1";
		//print str1==str2 is true
		System.out.printf("str1==str2 is %b",str1==str2);
	}
}

代码中声明了str1和str2的字面量值都为strVal_1,并且打印出str1==str2为true,说明两个str1和str2变量同时指向同一个字符串常量值的内存地址,下面通过Java字节码来验证这个结果。

在命令行我们通过javap工具来查看一个class文件的字节码。

javap -v com.jaffa.test.string.ConstPoolTest

   

在Constant pool列表中看到#16为一个String类型并值指向#17,而#17是一个utf8字符集编码值为strVal_1,所以#16和#17最终表达就是在常量池中有个String类型值为strVal_1的常量数据。

那接下来需要确认str1和str2两个变量值是否都是指向#16呢?

   

 //ldc表示将一个常量加载到操作数栈
 0: ldc           #16     //将#16对应的常量值加载到操作数栈中            
 2: astore_1              //将当前操作数栈中赋于变量1,即str1
 3: ldc           #16     //再次将#16对应的常量值加载到操作数栈中
 5: astore_2              //将当前操作数栈中赋于变量2,即str2

从上面字节码执行来看,str1和str2都是被赋于同一个常量值,由此可以得出两个变更指向同一个内存地址。

通过同样的方式,我们来看一下如果是非字面量的情况会是怎么样的,Java代码如下:

package com.jaffa.test.string;

public class ConstPoolTest {
	public static void main(String[] args){
		String str1 = "strVal_1";
		String str2 = new String("strVal_1");
		
		System.out.printf("str1==str2 is %b",str1==str2);
	}
}

上面代码输出结果为false,通过javap查看发现str2变量的字节码指令发生了变化,如下现两截图:

     

   

 //ldc表示将一个常量加载到操作数栈
 0: ldc           #16     //将#16对应的常量值加载到操作数栈中            
 2: astore_1              //将当前操作数栈中赋于变量1,即str1
 3: new           #18     //创建了一个类实例,#18指向一个实例类型String
 6: dup                   //配合上行完成栈值复制操作指令,将new重新压入栈顶
 7: ldc           #16     //将#16对应的常量值加载到操作数栈中 
 9: invokespecial #20     //调用String实例初始化方法,并将#16输入
12: astore_2              //将new出来的实例赋于变量2,即str2

这时str2变量是创建一个新的内存地址,而非直接指向#16常量内存地址,所以str1==str2的结果为false。同时可以看到通过new String()带来看更多的字节码指令操作,运行上花费了更多的系统资源。

下篇:将通过字节码发现String操作内幕

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jaffa博主

引用来自“os_china_code”的评论

6: dup //配置上行完成操作栈指令

上面这行解析没看懂,能不能用更大白话给解析下呗
不好意思,这里有个词订错了,是配合不是配置; 再来解析下dup这个指令是用于栈复制的,在这个地方的作用就是将new的结果复制到栈顶中,主要是为了下面使用invokespecial指令时能知道是调用谁的方法。6,7,9三个指令完成了new String("strVal_1")的代码。
2016/04/03 23:30
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6: dup //配置上行完成操作栈指令

上面这行解析没看懂,能不能用更大白话给解析下呗
2016/04/03 22:37
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jaffa博主

引用来自“YanbinQ”的评论

很佩服楼主的学习精神, String 是放在常量池中, new String("abc").intern() == new String("abc").intern() 是 true
2016/03/31 10:19
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很佩服楼主的学习精神, String 是放在常量池中, new String("abc").intern() == new String("abc").intern() 是 true
2016/03/30 23:46
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2015/09/16 13:27
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学习
2015/09/16 13:14
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学习了,谢谢
2015/09/11 14:08
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