Java常量池（静态常量池与运行时常量池）[通俗易懂]

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大家好，我是架构君，一个会写代码吟诗的架构师。今天说一说Java常量池（静态常量池与运行时常量池）[通俗易懂],希望能够帮助大家进步!!!

1、什么是常量

用final修饰的成员变量表示常量，值一旦给定就无法改变！

final修饰的变量有三种：静态变量、实例变量和局部变量，分别表示三种类型的常量。

Java中的常量池，实际上分为两种形态：静态常量池和运行时常量池。

1）所谓**静态常量池**，即\*.class文件中的常量池，class文件中的常量池不仅仅包含字符串(数字)字面量，还包含类、方法的信息，占用class文件绝大部分空间。

2）而**运行时常量池**，则是jvm虚拟机在完成类装载操作后，将class文件中的常量池载入到内存中，并保存在方法区中，我们常说的常量池，就是指方法区中的运行时常量池。

2、class字节码文件​

​class文件的@头4个字节称为魔数@，它的唯一作用就是确定这个文件时候是一个能被虚拟机接受的class文件。很多图片格式都用一个魔数来标识文件类型，比如png和jpg等。在java的class文件中，这个数是0xcafebabe。接下来就是class文件的版本号，第5、6个字节是@次版本号@，第7、8个字节是@主版本号@。在这里，次版本号是0，主版本号是52,（十六进制是34），紧接着主版本号的就是@常量池@，常量池可以理解为class文件的资源仓库，它是class文件结构中与其它项目关联最多的数据类型，也是占用class文件空间最大的数据项目之一，也是class文件中第一个出现的表类型数据项目。这些符号引用在虚拟机中如果不经过转换则无法与实际内存相连接，即无法被虚拟机直接使用，在虚拟机运行时，需要从常量池获得对应的符号引用，再在类创建时或运行时解析并翻译到具体的内存地址中。每项常量都是一个表，而由于各个常量的类型不一，大小也不相同，所以同样需要一个u1类型的数据来标记常量的类型，以确定其后的常量表的格式。

常量池(constant_pool)指的是在编译期被确定，并被保存在已编译的.class文件中的一些数据。它包括了关于类、方法、接口等中的常量，也包括字符串常量和符号引用。

常量池主要用于存放两大类常量：字面量(Literal)和符号引用量(SymbolicReferences)，字面量相当于Java语言层面常量的概念，如文本字符串，声明为final的常量值等，符号引用则属于编译原理方面的概念，包括了如下三种类型的常量：

类和接口的全限定名；    字段名称和描述符；    方法名称和描述符 

Java中八种**基本类型**的包装类的大部分都实现了常量池技术，它们是Byte、Short、Integer、Long、Character、Boolean，另外两种浮点数类型的包装类(Float、Double)则没有实现。另外Byte,Short,Integer,Long,Character这5种整型的包装类也只是在对应值在-128到127时才可使用对象池。

​在常量池之后，紧接着的2个字节代表@访问标志@，即在前面说到的，这个Class是类还是接口，是用哪个修饰符来修饰，abstract，public等，还有，如果是类的话，是否被声明为final，等等。

访问标志之后，则是@类索引、父索引与接口索引@的集合。类索引和父类索引都是一个u2类型的数据，而接口索引集合是一组u2类型的数据的集合，Class文件中由这三项数据来确定这个类的继承关系。类索引用来确定这个类的全限定名，父类索引用于确定这个类的父类的全限定名，接口索引集合用来描述这个类实现了哪些接口，这些被实现的接口将按实现或继承的顺序从左到右的顺序排列在接口的索引集合中。类索引、父类索引和接口索引都按顺序排列在访问标志之后。

接下来就是@字段表@了，此处字段表存的就是前文说的类成员变量或实例成员变量，但不包括方法内部声明的变量。如果类存在父类，则除非子类覆盖了父类的字段定义，否则在子类中不会列出从超类或父接口中继承而来的字段，但有可能列出原来java代码中不存在的字段，譬如在内部类为了保持对外部类的访问性，会自动添加指向外部类实例的字段。另外，java中是不允许出现相同的字段名的，但对于字节码来说，如果两个字段的描述符不一致，则字段重名是合法的。

字段表之后就是@方法表@集了。方法表集合与字段表集合的结构形式几乎完全一致。此处，方法中的代码的存放位置则是方法表的属性表中的一项名为"Code"的属性里面。与字段表集合相对应的，如果父类方法在子类中没有被重写（Override），则方法表集合中就不会出现来自父类的方法信息。

​3、方法区中的运行时常量池

运行时常量池是方法区的一部分。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，用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用，这部分内容将在类加载后进入方法区的运行时常量池中存放。

运行时常量池相对于CLass文件常量池的另外一个重要特征是具备动态性，Java语言并不要求常量一定只有编译期才能产生，也就是并非预置入CLass文件中常量池的内容才能进入方法区运行时常量池，运行期间也可能将新的常量放入池中，这种特性被开发人员利用比较多的就是String类的intern()方法。

4、常量池的好处

常量池是为了避免频繁的创建和销毁对象而影响系统性能，其实现了对象的共享。例如字符串常量池，在编译阶段就把所有的字符串文字放到一个常量池中。

（1）节省内存空间：常量池中所有相同的字符串常量被合并，只占用一个空间。

（2）节省运行时间：比较字符串时，==比equals()快。对于两个引用变量，只用==判断引用是否相等，也就可以判断实际值是否相等

String s1=new String("abc"); 为例

首先你要理解constant pool, 这是一个特殊的共享区域，literate, Class这些可以在内存中共享的不经常改变的东西，都可以放在这里。

如果你用了String s1 = new String("abc");

那么，会有两个String被创建，一个是你的Class被CLassLoader加载时，你的"abc"被作为常量读入，在constant pool里创建了一个共享的"abc"

然后，当调用到new String("abc")的时候，会在heap里创建这个new String("abc");

考虑类加载阶段和实际执行时。

（1）类加载对一个类只会进行一次。"abc"在类加载时就已经创建并驻留了（如果该类被加载之前已经有"abc"字符串被驻留过则不需要重复创建用于驻留的"xyz"实例）。驻留的字符串是放在全局共享的字符串常量池中的。

（2）在这段代码后续被运行的时候，"abc"字面量对应的String实例已经固定了，不会再被重复创建。所以这段代码将常量池中的对象复制一份放到heap中，并且把heap中的这个对象的引用交给s1持有。

这条语句创建了2个对象。