JVM常量池

原创
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Class文件常量池

class文件是以字节为单位的二进制数据流,java编译器将java源码文件编译成.class字节码文件存放在磁盘上,.class中就包含文件常量池(非运行时常量池),在编译期间就确定了,.class文件遵循jvm虚拟机规范.

Java源码:

package com.rumenz;

public class rumenz{
      public Integer id=10;
      public String  name="入门";
      public final int  age=100;
      public void setId(Integer id){
          this.id=id;
      }
}

查看字节码

> javac rumenz.java
> javap -v rumenz
警告: 二进制文件rumenz包含com.rumenz.rumenz
Classfile /code/rumenz.class
  Last modified 2020-10-17; size 542 bytes
  MD5 checksum 6a8a73fb6327c1a64e9ad54e53e94afd
  Compiled from "rumenz.java"
public class com.rumenz.rumenz
  minor version: 0
  major version: 52
  flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
Constant pool:
   #1 = Methodref          #9.#24         // java/lang/Object."<init>":()V
   #2 = Fieldref           #8.#25         // com/rumenz/rumenz.id:I
   #3 = String             #26            // 入门
   #4 = Fieldref           #8.#27         // com/rumenz/rumenz.name:Ljava/lang/String;
   #5 = Methodref          #28.#29        // java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;
   #6 = Fieldref           #8.#30         // com/rumenz/rumenz.age:Ljava/lang/Integer;
   #7 = Methodref          #28.#31        // java/lang/Integer.intValue:()I
   #8 = Class              #32            // com/rumenz/rumenz
   #9 = Class              #33            // java/lang/Object
  #10 = Utf8               id
  #11 = Utf8               I
  #12 = Utf8               name
  #13 = Utf8               Ljava/lang/String;
  #14 = Utf8               age
  #15 = Utf8               Ljava/lang/Integer;
  #16 = Utf8               <init>
  #17 = Utf8               ()V
  #18 = Utf8               Code
  #19 = Utf8               LineNumberTable
  #20 = Utf8               setId
  #21 = Utf8               (Ljava/lang/Integer;)V
  #22 = Utf8               SourceFile
  #23 = Utf8               rumenz.java
  #24 = NameAndType        #16:#17        // "<init>":()V
  #25 = NameAndType        #10:#11        // id:I
  #26 = Utf8               入门
  #27 = NameAndType        #12:#13        // name:Ljava/lang/String;
  #28 = Class              #34            // java/lang/Integer
  #29 = NameAndType        #35:#36        // valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;
  #30 = NameAndType        #14:#15        // age:Ljava/lang/Integer;
  #31 = NameAndType        #37:#38        // intValue:()I
  #32 = Utf8               com/rumenz/rumenz
  #33 = Utf8               java/lang/Object
  #34 = Utf8               java/lang/Integer
  #35 = Utf8               valueOf
  #36 = Utf8               (I)Ljava/lang/Integer;
  #37 = Utf8               intValue
  #38 = Utf8               ()I
{
  public int id;
    descriptor: I
    flags: ACC_PUBLIC

  public java.lang.String name;
    descriptor: Ljava/lang/String;
    flags: ACC_PUBLIC

  public final java.lang.Integer age;
    descriptor: Ljava/lang/Integer;
    flags: ACC_PUBLIC, ACC_FINAL

  public com.rumenz.rumenz();
    descriptor: ()V
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=2, locals=1, args_size=1
         0: aload_0
         1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
         4: aload_0
         5: bipush        10
         7: putfield      #2                  // Field id:I
        10: aload_0
        11: ldc           #3                  // String 入门
        13: putfield      #4                  // Field name:Ljava/lang/String;
        16: aload_0
        17: bipush        100
        19: invokestatic  #5                  // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;
        22: putfield      #6                  // Field age:Ljava/lang/Integer;
        25: return
      LineNumberTable:
        line 11: 0
        line 12: 4
        line 13: 10
        line 14: 16

  public void setId(java.lang.Integer);
    descriptor: (Ljava/lang/Integer;)V
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=3, locals=3, args_size=2
         0: aload_0
         1: iconst_3
         2: aload_1
         3: invokevirtual #7                  // Method java/lang/Integer.intValue:()I
         6: iadd
         7: putfield      #2                  // Field id:I
        10: return
      LineNumberTable:
        line 17: 0
        line 18: 10
}
SourceFile: "rumenz.java"

什么是常量

文本字面量

#29 = Utf8 入门

final修饰成员变量(静态变量,实例变量,局部变量)

对于基本类型public Integer id=10;常量池中只保留了他的字段描述符I和字段名称value,他们的字面量不会存在于常量池。

符号引用

符号引用主要设涉及编译原理方面的概念,包括下面三类常量:

  • 类和接口的全限定名,也就是java/lang/String,将原来的.替换成/,主要用于在运行时解析得到类的直接引用。
#8 = Class              #32            // com/rumenz/rumenz
  • 字段的名称和描述符:就是类或者接口中声明的变量,包括类级别的变量和实例级的变量
#14 = Utf8               age

  • 方法中的名称和描述符:参数类型+返回值
 #20 = Utf8              setId

运行时常量池

运行时常量池是方法区的一部分,所以也是全局共享的,JVM在执行某个类的时候会经过加载,链接(验证,准备,解析),初始化,在加载的时候需要做:

  • 通过一个类的全类限定名获取此类的二进制字节流。
  • 在堆内存生成一个java.lang.Class对象,代表加载这个类,做为这个类的入口。

普通对象类对象的区别:普通对象是通过new创建出来的。类对象是JVM创建的单例对象。

  • 将字节流的静态存储结构转化成方法区的运行时数据结构

class文件常量池进入运行时常量池,所有类共同使用一个运行时常量池,在进入运行时常量的过程中,多个class常量池中相同的字符串,只会在运行时常量池存在一份,这是一种优化。

运行时常量池的作用是存储class文件常量池中的符号引用,同时运行时常量池保存着class文件中描述的符号引用,在类的解析阶段会把这些符号引用转换成直接引用(实例对象的内存地址),翻译出来的直接引用也是存储在运行时常量池中。class文件常量池的大部分数据会被加载到运行时常量池。

运行时常量池相比于class文件常量池具有动态性,运行时常量池的内容不全部来自于class文件常量池,可以通过代码生成的方式加入到里面。如String.intern。

String.intern()的用法

拿String的内容去Stringtable查找,则返回引用。如果不存在就把该对象的引用存在Stringtable中。

字符串常量池

1.字符串创建的两种方式

  • String rumenz1="入门";
  • String rumenz2=new String("小站");

入门在编译期间就已经确定,会进入字符串常量池,但是字符串常量池只会保存一个引用,最终还是会在堆上创建一个入门对象。new String这种方式调用了String类的构造函数,new是创建一个对象实例并初始化该实例,因此这个字符串对象是在运行时才能确定的,创建的实例在堆上。

2.字符串常量的本质

字符串常量池是JVM维护的一个字符串实例引用表,在HotSpot VM中它是叫做一个StringTable的全局表。在字符串常量池中维护的是字符串实例的引用,底层C++维护的就是一个Hashtable。这些被维护引用的字符串实例,被称作被驻留字符串interned string进入字符串常量池的字符串

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