聊一聊让我蒙蔽一晚上的各种常量池

正文共:5426字,预计阅读时间:14分钟

在写之前我们先来看几个问题,假如你对这些问题已经很懂了的话,那大可不用看这篇文章,如果不大懂的话,那么可以看看我的想法。

问题1:

public static void main(String[] args){
    String t1 = new String("1");
    t1.intern();
    String t2 = "1";
    System.out.println(t1 == t2);

    String t3 = new String("2") + new String("2");
    t3.intern();
    String t4 = "22";
    System.out.println(t3 == t4);
}

答案输出:

JDK1.6是 false false

JDK1.7是 false true;

问题2(把问题1的语句调换一下位置)

public static void main(String[] args){
    String t1 = new String("2");
    String t2 = "2";
    t1.intern();
    System.out.println(t1 == t2);

    String t3 = new String("2") + new String("2");
    String t4 = "22";
    t3.intern();
    System.out.println(t3 == t4);
}

答案输出: false false

对于这两个问题,看了几个人的博客,可谓百花齐放,越看越懵逼

问题3

public static void main(String[] args){
    Integer a = 1;
    Integer b = 2;
    Integer c = 3;
    Integer d = 3;
    Integer e = 321;
    Integer f = 321;
    Long g = 3L;

    System.out.println(c == d);
    System.out.Println(e == f);
    System.out.println(c == (a + b));
    System.out.println(c.equals(a+b));
    System.out.println(g == (a + b));
    System.out.println(g.equals(a + b));
}

答案输出:

true

false

true

true

true

false

问题4:

运行时常量池与字符串常量池是什么关系?包含?

在解决问题之前,我们先来简单了解一些常量池的一些知识点(大部分来源于周志明的深入Java虚拟机这本书)。

JVM中的几种常量池

1.class文件常量池

在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(Constant Pool Table),用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用。

这里简单解释下字面量和符号引用

字面量

字面量类似与我们平常说的常量,主要包括:

  1. 文本字符串:就是我们在代码中能够看到的字符串,例如String a = “aa”。其中”aa”就是字面量。
  2. 被final修饰的变量。

符号引用

主要包括以下常量:

  1. 类和接口和全限定名:例如对于String这个类,它的全限定名就是java/lang/String。
  2. 字段的名称和描述符:所谓字段就是类或者接口中声明的变量,包括类级别变量(static)和实例级的变量。
  3. 方法的名称和描述符。所谓描述符就相当于方法的参数类型+返回值类型

2.运行时常量池

我们上面说的class文件中的常量池,它会在类加载后进入方法区中的运行时常量池。并且需要的注意的是,运行时常量池是全局共享的,多个类共用一个运行时常量池。并且class文件中常量池多个相同的字符串在运行时常量池只会存在一份。

注意运行时常量池存在于方法区中。

3.字符串常量池

看名字我们就可以知道字符串常量池会用来存放字符串,也就是说常量池中的文本字符串会在类加载时进入字符串常量池。

那字符串常量池和运行时常量池是什么关系呢?上面我们说常量池中的字面量会在类加载后进入运行时常量池,其中字面量中有包括文本字符串,显然从这段文字我们可以知道字符串常量池存在于运行时常量池中。也就存在于方法区中。

不过在周志明那本深入java虚拟机中有说到,到了JDK1.7时,字符串常量池就被移出了方法区,转移到了里了。

那么我们可以推断,到了JDK1.7以及之后的版本中,运行时常量池并没有包含字符串常量池,运行时常量池存在于方法区中,而字符串常量池存在于中。

说了这么多,现在我们开始来解决上面提出了问题。

解决问题

问题1:

public static void main(String[] args){
    String t1 = new String("1");
    t1.intern();
    String t2 = "1";
    System.out.println(t1 == t2);

    String t3 = new String("2") + new String("2");
    t3.intern();
    String t4 = "22";
    System.out.println(t3 == t4);
}

答案输出:

JDK1.6是 false false。

JDK1.7是 false true;

在解决这个问题之前,我们先来看另外一道面试中经常会问到的问题。

String t = new String("tt");

假如程序中只有这样一行代码,那么这行代码创建了几个对象?

我们上面说过,”tt”属于字面量,那么它会在类加载之后存在于字符串常量池中,也就是说,在 String t = new String(“tt”)这句代码执行之前,字符串常量池就已经创建了”tt”这个字符串对象了,我们都知道,new这个关键字会在堆中创建一个对象。

所以,这段代码创建了两个对象。一个在堆中,一个在字符串常量池中。

那么下面这段代码又是创建了几个对象呢?

String t1 = new String("tt");
String t2 = new String("tt");

答是这段代码创建了三个对象,我们上面说了,字符串常量池只会保存一份内容相同的字符串。也就是说,在这两句代码执行之前,字符串常量池就已经创建了内容为”tt”的对象了。这两句代码执行之后,又在堆中创建了两个,所以一共创建了三个。

那么下面这段代码又是创建了几个对象?

String t = "tt";

答是1个,在这段代码执行之前,字符串常量池已经创建了一个”tt”的对象,但由于这行代码并非用new的方法,所以虚拟机会在字符串常量池中寻找是否有内容为”tt”的字符串对象,如果有,则直接返回这个字符串的引用,所以最终结果只创建了一个对象。

回到我们的问题,在这里我们先解释下String 的intern方法

例如我们调用了t.intern()。

在JDK1.6的时候,调用了这个方法之后,虚拟机会在字符串常量池在查找是否有内容与”tt”相等的对象,如果有,则返回这个对象,如果没有,则会在字符串常量池中添加这个对象。注意,是把这个对象添加到字符串常量池。

到了JDK1.7之后,如果调用了intern这个方法,虚拟机会在字符串常量池在查找是否有内容与”tt”相等的对象,如果有,则返回这个对象,如果没有。则会在堆中把这个对象的引用复制添加到字符串常量池中。注意,这个时候添加的是对象在堆中的引用。

现在开始来分析问题中的代码

t1 = new String(“1”)。

这句代码执行之前,字符串常量池中已经有”t”这个对象,执行之后会在堆中也创建一个”t”的对象,此时t1指向的是堆中的对象

t1.intern();

这句代码执行之后,会在字符串常量池寻早内容为”t”的对象,字符串常量池已经存在这个对象了,把这个对象返回(不过返回之后并没有变量来接收)。

t2 = “1”。

这句执行后会在字符串常量池查找内容为”t”的对象,字符串常量池已经有这个对象了,返回给t2,此时t2指向的是常量池中的对象

一个是常量池中的对象,一个是在堆中的对象,两者能相等吗?因此

t1 与 t2不相等。

接着下面

t3 = new String(“2”) + new String(“2”);

这段代码调用之前,字符串常量池有一个”2”的对象,执行之后,实际上会调用StringBuilder的append()方法类进行拼接,最后在堆中创建一个”22”的对象,注意,此时字面量并没有”22”这个字符串,也就是说在字符串常量池并没有”22”这个对象。此时t3指向堆中”22”这个对象

t3.intern();

执行这个方法之后

在JDK1.6的时候,它在字符串常量池中并没有找到内容为”22”的对象,所以这个时候会把这个对象添加到字符串常量池,并把这个对象返回(此时并没有变量来接收这个返回的对象)。注意添加的是对象,而并非引用。

t4 = “22”。

这句代码执行后,会返回字符串常量池中内容为”22”对象,此时t4指向的是字符串常量池中的对象

显然,一个对象在字符串常量池,一个在堆中,两个对象并非是同一个对象,因此在JDK1.6的时候,t3与t4不相等。

但是在JDK1.7的时候

t3.intern()执行之后,由于在字符串常量池在并没有内容为”22”的对象,所以会把堆中该对象的引用赋值到字符串常量池。注意此时字符串常量池保存的是堆中这个对象的引用

t4 = “22”。

执行这句代码之后,从字符串常量池返回给t4的是堆中对象的引用。此时t4指向的实际上是堆中对象的引用,也就是说,t3和t4指向的是同一个对象。

因此t3与t4相等。

不知道你明白了没有?反正我是搞了好久才明白…

问题2

至于问题2,我就只讲下半部分的代码,上半部分如果你看懂了问题1,那么问题2也差不多自然懂了。

String t3 = new String("2") + new String("2");
String t4 = "22";
t3.intern();
System.out.println(t3 == t4);

t3 = new String(“2”) + new String(“2”)。

这段代码调用之前,字符串常量池有一个”2”的对象,执行之后,实际上会调用StringBuilder的append()方法类进行拼接,最后在堆中创建一个”22”的对象。此时t3指向堆中”22”这个对象

t4 = “22”。

这句代码执行之前,字符串常量池已经存在”22”这个对象了,所有直接把这个对象返回给t4,此时t4指向的是字符串常量池中的对象.

所以t3和t4肯定不是同一个对象啊,t3.intern这句几乎可以忽略,不会给t3和t4造成任何影响。

问题3

public static void main(String[] args){
    Integer a = 1;
    Integer b = 2;
    Integer c = 3;
    Integer d = 3;
    Integer e = 321;
    Integer f = 321;
    Long g = 3L;

    System.out.println(c == d);
    System.out.Println(e == f);
    System.out.println(c == (a + b));
    System.out.println(c.equals(a+b));
    System.out.println(g == (a + b));
    System.out.println(g.equals(a + b));
}

对于这个问题,我简单说一下可能你就懂了。

(1). 内存中有一个java基本类型封装类的常量池。这些类包括 Byte, Short, Integer, Long, Character, Boolean。需要注意的是,Float和Double这两个类并没有对应的常量池。

(2).上面5种整型的包装类也只是在对象数值在-128~127才可以使用这些常量池。

(3). 在周志明的那本虚拟机中有这样一句话:包装类的 “\==”运行符在不遇到算术运算的情况下不会自动拆箱,以及他们的equals()方法不处理数据类型的关系,可以推断出如果遇到“==”两边有算术运算是话就会自动拆箱和进行数据类型转换处理。

(4).Long的equals方法会先判断是否是Long类型。

(5).无论是Integer还是Long,他们的equals方法比较的是数值。

所以:

System.out.println(c == d)。

由于常量池的作用,c与d指向的是同一个对象(注意此时的==比较的是对象,也就是地址,而不是数值)。因此为true

System.out.println(e == f)。

由于321超过了127,因此常量池失去了作用,所以e和f数值虽然相同,但不是同一个对象,以此为false。

System.out.println(c == (a+b))。

此时==两边有算术运算,会进行拆箱,因此此时比较的是数值,而并非对象。因此为true。

System.out.println(c.equals(a+b))

c与a+b的数值相等,为true。

System.out.pirnln(g == (a + b))

由于==两边有算术运算,所以比较的是数值,因此为true。

System.out.println(g.equals(a+b))。

Long类型的equal在比较是时候,会先判断a+b是否为Long类型,显然a+b不是,因此false

问题到此就结束了,以上便是自己的理解,以上如果有不对劲的地方,非常欢迎你的指点。

原文发布于微信公众号 - 苦逼的码农(di201805)

原文发表时间:2018-08-16

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