Java常量池你怎麼理解,看我如何總結
一.相關概念
什麼是常量
用final修飾的成員變量表示常量,值一旦給定就無法改變!
final修飾的變數有三種:靜態變數、例項變數和區域性變數,分別表示三種類型的常量。
Class檔案中的常量池
在Class檔案結構中,最頭的4個位元組用於儲存魔數Magic Number,用於確定一個檔案是否能被JVM接受,再接著4個位元組用於儲存版本號,前2個位元組儲存次版本號,後2個儲存主版本號,再接著是用於存放常量的常量池,由於常量的數量是不固定的,所以常量池的入口放置一個U2型別的資料(constant_pool_count)儲存常量池容量計數值。
常量池主要用於存放兩大類常量:字面量(Literal)和符號引用量(Symbolic References),字面量相當於Java語言層面常量的概念,如文字字串,宣告為final的常量值等,符號引用則屬於編譯原理方面的概念,包括瞭如下三種類型的常量:
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類和介面的全限定名
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欄位名稱和描述符
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方法名稱和描述符
方法區中的執行時常量池
執行時常量池是方法區的一部分。
CLass檔案中除了有類的版本、欄位、方法、介面等描述資訊外,還有一項資訊是常量池,用於存放編譯期生成的各種字面量和符號引用,這部分內容將在類載入後進入方法區的執行時常量池中存放。
執行時常量池相對於CLass檔案常量池的另外一個重要特徵是具備動態性,Java語言並不要求常量一定只有編譯期才能產生,也就是並非預置入CLass檔案中常量池的內容才能進入方法區執行時常量池,執行期間也可能將新的常量放入池中,這種特性被開發人員利用比較多的就是String類的intern()方法。
常量池的好處
常量池是為了避免頻繁的建立和銷燬物件而影響系統性能,其實現了物件的共享。
例如字串常量池,在編譯階段就把所有的字串文字放到一個常量池中。
(1)節省記憶體空間:常量池中所有相同的字串常量被合併,只佔用一個空間。
(2)節省執行時間:比較字串時,==比equals()快。對於兩個引用變數,只用==判斷引用是否相等,也就可以判斷實際值是否相等。
雙等號==的含義
基本資料型別之間應用雙等號,比較的是他們的數值。
複合資料型別(類)之間應用雙等號,比較的是他們在記憶體中的存放地址。
二.8種基本型別的包裝類和常量池
java中基本型別的包裝類的大部分都實現了常量池技術,即Byte,Short,Integer,Long,Character,Boolean;
這5種包裝類預設建立了數值[-128,127]的相應型別的快取資料,但是超出此範圍仍然會去建立新的物件。
兩種浮點數型別的包裝類Float,Double並沒有實現常量池技術。
應用常量池的場景
(1)Integer i1=40;
Java在編譯的時候會直接將程式碼封裝成Integer i1=Integer.valueOf(40);
,從而使用常量池中的物件。
(2)Integer i1 = new Integer(40);
這種情況下會建立新的物件。
Integer比較更豐富的一個例子
解釋:語句i4 == i5 + i6
,因為+這個操作符不適用於Integer物件,首先i5和i6進行自動拆箱操作,進行數值相加,即i4 == 40
。然後Integer物件無法與數值進行直接比較,所以i4自動拆箱轉為int值40,最終這條語句轉為40 == 40
進行數值比較。
Java中的自動裝箱與拆箱
三.String類和常量池
String物件建立方式
這兩種不同的建立方法是有差別的,第一種方式是在常量池中拿物件,第二種方式是直接在堆記憶體空間建立一個新的物件。
只要使用new方法,便需要建立新的物件。
連線表示式 +
(1)只有使用引號包含文字的方式建立的String物件之間使用“+”連線產生的新物件才會被加入字串池中。
(2)對於所有包含new方式新建物件(包括null)的“+”連線表示式,它所產生的新物件都不會被加入字串池中。
特例1
A和B都是常量,值是固定的,因此s的值也是固定的,它在類被編譯時就已經確定了。也就是說:String s=A+B; 等同於:String s=”ab”+”cd”;
特例2
A和B雖然被定義為常量,但是它們都沒有馬上被賦值。在運算出s的值之前,他們何時被賦值,以及被賦予什麼樣的值,都是個變數。因此A和B在被賦值之前,性質類似於一個變數。那麼s就不能在編譯期被確定,而只能在執行時被建立了。
String s1 = new String("xyz");
建立了幾個物件?
考慮類載入階段和實際執行時。
(1)類載入對一個類只會進行一次。”xyz”在類載入時就已經建立並駐留了(如果該類被載入之前已經有”xyz”字串被駐留過則不需要重複建立用於駐留的”xyz”例項)。駐留的字串是放在全域性共享的字串常量池中的。
(2)在這段程式碼後續被執行的時候,”xyz”字面量對應的String例項已經固定了,不會再被重複建立。所以這段程式碼將常量池中的物件複製一份放到heap中,並且把heap中的這個物件的引用交給s1 持有。
這條語句建立了2個物件。
java.lang.String.intern()
執行時常量池相對於CLass檔案常量池的另外一個重要特徵是具備動態性,Java語言並不要求常量一定只有編譯期才能產生,也就是並非預置入CLass檔案中常量池的內容才能進入方法區執行時常量池,執行期間也可能將新的常量放入池中,這種特性被開發人員利用比較多的就是String類的intern()方法。
String的intern()方法會查詢在常量池中是否存在一份equal相等的字串,如果有則返回該字串的引用,如果沒有則新增自己的字串進入常量池。
字串比較更豐富的一個例子
在同包同類下,引用自同一String物件.
在同包不同類下,引用自同一String物件.
在不同包不同類下,依然引用自同一String物件.
在編譯成.class時能夠識別為同一字串的,自動優化成常量,引用自同一String物件.
在執行時建立的字串具有獨立的記憶體地址,所以不引用