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}} 进入Main.java文件所在目录执行命令javac Main.java那么此时会在当前目录下生成对应的Main.class文件。再执行命令javap -v -c Main.class此时会得到如下的解析后的字节码信息 public class com.dmz.jvm.Main minor version: 0 major version: 52 flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER// 这里就是常量池了Constant pool: #1 Methodref #4.#20 // java/lang/Object.:()V #2 String #21 // dmz #3 Class #22 // com/dmz/jvm/Main #4 Class #23 // java/lang/Object #5 Utf8 #6 Utf8 ()V #7 Utf8 Code #8 Utf8 LineNumberTable #9 Utf8 LocalVariableTable #10 Utf8 this #11 Utf8 Lcom/dmz/jvm/Main; #12 Utf8 main #13 Utf8 ([Ljava/lang/String;)V #14 Utf8 args #15 Utf8 [Ljava/lang/String; #16 Utf8 name #17 Utf8 Ljava/lang/String; #18 Utf8 SourceFile #19 Utf8 Main.java #20 NameAndType #5:#6 // :()V #21 Utf8 dmz #22 Utf8 com/dmz/jvm/Main #23 Utf8 java/lang/Object // 下面是方法表 { public com.dmz.jvm.Main(); descriptor: ()V flags: ACC_PUBLIC Code: stack1, locals1, args_size1 0: aload_0 1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object.:()V 4: return LineNumberTable: line 7: 0 LocalVariableTable: Start Length Slot Name Signature 0 5 0 this Lcom/dmz/jvm/Main; public static void main(java.lang.String[]); descriptor: ([Ljava/lang/String;)V flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC Code: stack1, locals2, args_size1 // 可以看到方法表中的指令引用了常量池中的常量这也是为什么说常量池是资源仓库的原因 // 因为它会被class文件中的其它结构引用 0: ldc #2 // String dmz 2: astore_1 3: return LineNumberTable: line 9: 0 line 10: 3 LocalVariableTable: Start Length Slot Name Signature 0 4 0 args [Ljava/lang/String; 3 1 1 name Ljava/lang/String;}SourceFile: Main.java 在上面的字节码中我们暂且关注常量池中的内容即可。主要看这两行 #2 String #14 // dmz#14 Utf8 dmz 如果要看懂这两行代码我们需要对常量池中String类型常量的结构有一定了解其结构如下 对应到我们上面的字节码中tagStringindex#14所以我们可以知道#2是一个字面量为#14的字符串类型常量。而#14对应的字面量信息(一个Utf8类型的常量)就是dmz。 常量池作为资源仓库最大的用处在于被class文件中的其它结构所引用这个时候我们再将注意力放到main方法上来对应的就是这三条指令 0: ldc #2 // String dmz2: astore_13: return ldc这个指令的作用是将对应的常量的引用压入操作数栈在执行ldc指令时会触发对它的符号引用进行解析在上面例子中对应的符号引用就是#2也就是常量池中的第二个元素(这里就能看出方法表中就引用了常量池中的资源) astore_1将操作数栈的元素弹出存储到局部变量表中的1号元素 return方法返回值为void标志方法执行完成将方法对应栈帧从栈中弹出 下面我用画图的方式来画出整个流程主要分为四步 解析ldc指令的符号引用(#2)将#2对应的常量的引用压入到操作数栈顶将操作数栈的元素弹出并存储到局部变量表中执行return指令方法执行结束弹出栈区该方法对应的栈帧 第一步 在解析#2这个符号引用时会先到字符串常量池中查找是否存在对应字符串实例的引用如果有的话那么直接返回这个字符串实例的引用如果没有的话会创建一个字符串实例那么将其添加到字符串常量池中(实际上是将其引用放入到一个哈希表中)之后再返回这个字符串实例对象的引用 到这里也能回答我们之前提出的那个问题了一个对象是new出来的另外一个是在解析常量池的时候JVM自动创建的 第二步 将第一步得到的引用压入到操作数栈此时这个字符串实例同时被操作数栈以及字符串常量池引用。 第三步 操作数栈中的引用弹出并赋值给局部变量表中的1号位置元素到这一步其实执行完了String name dmz这行代码。此时局部变量表中储存着一个指向堆中字符串实例的引用并且这个字符串实例同时也被字符串常量池引用。 第四步 这一步我就不画图了就是方法执行完成栈帧弹出非常简单。 在上文中我多次提到了字符串常量池它到底是个什么东西呢我们还是分为两部分讨论 位置在哪?用来干什么的 字符串常量池 位置在哪 字符串常量池比较特殊在JDK1.7之前其存在于永久代中到JDK1.7及之后已经中永久代移到了堆中。当然如果你非要说永久代也是对的一部分那我也没办法。 另外还要说明一点经常有同学会将方法区元空间永久代(permgen space)的概念混淆。请注意 方法区是JVM在内存分配时需要遵守的规范是一个理论具体的实现可以因人而异永久代是hotspot的jdk1.8以前对方法区的实现使用jdk1.7的老司机肯定以前经常遇到过java.lang.OutOfMemoryError: PremGen space异常。这里的PermGen space其实指的就是方法区。不过方法区和PermGen space又有着本质的区别。前者是JVM的规范而后者则是JVM规范的一种实现并且只有HotSpot才有PermGen space。元空间是jdk1.8对方法区的实现jdk1.8彻底移除了永久代其实移除永久代的工作从JDK 1.7就开始了。JDK 1.7中存储在永久代的部分数据就已经转移到Java Heap或者Native Heap。但永久代仍存在于JDK 1.7中并没有完全移除譬如符号引用(Symbols)转移到了native heap字面量(interned strings)转移到了Java heap类的静态变量(class statics)转移到了Java heap。到jdk1.8彻底移除了永久代将JDK7中还剩余的永久代信息全部移到元空间元空间相比对永久代最大的差别是元空间使用的是本地内存(Native Memory)。 用来干什么的 字符串常量池顾名思义肯定就是用来存储字符串的嘛准确来说存储的是字符串实例对象的引用。我查阅了很多博客、资料他们都会说字符串常量池中存储的就是字符串对象。其实我们可以类比下面这段代码 HashSet persons newHashSet; 在persons这个集合中存储的是Person对象还是Person对象对应的引用呢 所以请大声跟我念三遍 字符串常量池存储的是字符串实例对象的引用 字符串常量池存储的是字符串实例对象的引用 字符串常量池存储的是字符串实例对象的引用 下面我们来看R大博文下评论的一段话 简单来说HotSpot VM里StringTable是个哈希表里面存的是主流字符串的引用(而不是驻留字符串实例自身)。也就是说某些普通的字符串实例被这个StringTable引用之后就等同被赋予了“驻留字符串”的身份。这个StringTable在每个HotSpot VM的实例里只有一份被所有的类共享。类的运行时常量池里的CONSTANT_String类型的常量经过解析(resolve)之后同样存的是字符串的引用解析的过程会去查询StringTable以保证运行时常量池所引用的字符串与StringTable所引用的是一致的。 ------R大博客 从上面我们可以知道 字符串常量池本质就是一个哈希表字符串常量池中存储的是字符串实例的引用字符串常量池在被整个JVM共享在解析运行时常量池中的符号引用时会去查询字符串常量池确保运行时常量池中解析后的直接引用跟字符串常量池中的引用是一致的 为了更好理解上面的内容我们需要去分析String中的一个方法-----intern() intern方法分析 /** * Returns a canonical representation for the string object. * * A pool of strings, initially empty, is maintained privately by the * class String. * * When the intern method is invoked, if the pool already contains a * string equal to this String object as determined by * the {link #equals(Object)} method, then the string from the pool is * returned. Otherwise, this String object is added to the * pool and a reference to this String object is returned. * * It follows that for any two strings s and t, * s.intern() t.intern() is true * if and only if s.equals(t) is true. * * All literal strings and string-valued constant expressions are * interned. String literals are defined in section 3.10.5 of the * The Java™ Language Specification. * * return a string that has the same contents as this string, but is * guaranteed to be from a pool of unique strings. */ public native String intern(); String#intern方法中看到这个方法是一个 native 的方法但注释写的非常明了。“如果常量池中存在当前字符串, 就会直接返回当前字符串. 如果常量池中没有此字符串, 会将此字符串放入常量池中后, 再返回”。 珠玉在前所以本文着重就分析下intern方法在JDK不同版本下的差异首先我们要知道引起差异的原因是因为**JDK1.7及之后将字符串常量池从永久代挪到了堆中。** 我这里就以之前文章中的示例代码来进行分析代码如下 public static void main(String[] args) { String s new String(1); s.intern(); String s2 1; System.out.println(s s2); String s3 new String(1) new String(1); s3.intern(); String s4 11; System.out.println(s3 s4);} 打印结果是 jdk6 下false falsejdk7 下false true 在之前的文章中已经对这个结果做了详细的解释接下来我就用我的图解方式再分析一波这个过程 jdk6 执行流程 第一步执行String s new String(1)要清楚这行代码的执行过程我们还是得从字节码入手这行代码对应的字节码如下 public static void main(java.lang.String[]); Code: 0: new #2 // class java/lang/String 3: dup 4: ldc #3 // String 1 6: invokespecial #4 // Method java/lang/String.:(Ljava/lang/String;)V 9: astore_1 10: return new 创建了一个类的实例(还没有调用构造器函数)并将其引用压入操作数栈顶dup复制栈顶数值并将复制值压入栈顶这是因为invokespecial跟astore_1各需要消耗一个引用ldc解析常量池符号引用将实际的直接引用压入操作数栈顶invokespecial弹出此时栈顶的常量引用及对象引用执行invokespecial指令调用构造函数astore_1将此时操作数栈顶的元素弹出赋值给局部变量表中1号元素(0号元素存的是main函数的参数) 我们可以将上面整个过程分为两个阶段 解析常量调用构造函数创建对象并返回引用 在解析常量的过程中因为该字符串常量是第一次解析所以会先在永久代中创建一个字符串实例对象并将其引用添加到字符串常量池中。此时内存状态如下 当真正通过new方式创建对象完成后对应的内存状态如下因为在分析class文件中的常量池的时候已经对栈区做了详细的分析所以这里就省略一些细节了在执行完这行代码后栈区存在一个引用指向 了堆区的一个字符串实例内存状态对应如下 第二步紧接着我们调用了s的intern方法对应代码就是s.intern() 当intern方法执行时因为此时字符串常量池中已经存在了一个字面量信息跟s相同的字符串的引用所以此时内存状态不会发生任何改变。 第三步执行String s2 1,此时因为常量池中已经存在了字面量1的对应字符串实例的引用所以这里就直接返回了这个引用并且赋值给了局部变量s2。对应的内存状态如下 到这里就很清晰了s跟s2指向两个不同的对象所以ss2肯定是false嘛~ 如果看过之前那篇美团文章的同学可能会有些疑惑我在图中对常量池的描述跟美团文章图中略有差异在美团那篇文章中直接将具体的字符串实例放到了字符串常量池中而在我上面的图中字符串常量池存的永远是引用它的图是这样画的 就我查阅的资料而言我个人不赞同这种说法常量池中应该保存的仅仅是引用。关于这个问题我已经向美团的团队进行了留言也请大佬出来纠错 接着我们分析s3跟s4对应的就是这几行代码 String s3 new String(1) new String(1);s3.intern();String s4 11;System.out.println(s3 s4); 我们一行行分析看看执行完后内存的状态是什么样的 第一步String s3 new String(1) new String(1)执行完成后堆区多了两个匿名对象这个我们不用多关注另外堆区还多了一个字面量为11的字符串实例并且栈中存在一个引用指向这个实例 实际上上图中还少了一个匿名的StringBuilder的对象这是因为当我们在进行字符串拼接时编译器默认会创建一个StringBuilder对象并调用其append方法来进行拼接最后再调用其toString方法来转换成一个字符串StringBuilder的toString方法其实就是new一个字符串 public String toString() { // Create a copy, dont share the array return new String(value, 0, count);} 这也是为什么在图中会说在堆上多了一个字面量为11的字符串实例的原因因为实际上就是new出来的嘛 第二步s3.intern() 调用intern方法后因为字符串常量池中目前没有11这个字面量对应的字符串实例的应用所以JVM会先从堆区复制一个字符串实例到永久代中再将其引用添加到字符串常量池中最终的内存状态就如下所示 第三步String s4 11 这应该没啥好说的了吧常量池中有了直接指向对应的字符串实例 到这里可以发现s3跟s4指向的根本就是两个不同的对象所以也返回false jdk7 执行流程 在jdk1.7中s跟s2的执行结果还是一样的这是因为 String s new String(1)这行代码本身就创建了两个字符串对象一个属于被常量池引用的驻留字符串而另外一个只是堆上的一个普通字符串对象。跟1.6的区别在于1.7中的驻流字符串位于堆上而1.6中的位于方法区中但是本质上它们还是两个不同的对象在下面代码执行完后 String s new String(1); s.intern(); String s2 1; System.out.println(s s2); 内存状态为 但是对于s3跟s4却不同了因为在jdk1.7中不会再去复制字符串实例了在intern方法执行时在发现堆上有对应的对象之后直接将这个对应的引用添加到字符串常量池中所以代码执行完内存状态对应如下 看到了吧s3跟s4指向的同一个对象这是因为intern方法执行时直接s3这个引用复制到了常量池之后执行String s4 11的时候直接再将常量池中的引用复制给了s4所以s3s4肯定为true啦。 在理解了它们之间的差异之后我们再来思考一个问题假设我现在将代码改成这个样子那么运行结果是什么样的呢 public static void main(String[] args) { String s new String(1); String sintern s.intern(); String s2 1; System.out.println(sintern s2); String s3 new String(1) new String(1); String s3intern s3.intern(); String s4 11; System.out.println(s3intern s4);} 上面这段代码运行起来结果会有差异吗大家可以自行思考~ 在我们对字符串常量池有了一定理解之后会发现其实通过String name dmz这行代码申明一个字符串实际的执行逻辑就像下面这段伪代码所示 /** * 这段代码逻辑类比于 * String s 字面量;这种方式申明一个字符串 * 其中字面量就是在中的值 * */public String declareString(字面量) { String s; // 这是一个伪方法标明会根据字面量的值到字符串值中查找是否存在对应String实例的引用 s findInStringTable(字面量); // 说明字符串池中已经存在了这个引用那么直接返回 if (s ! null) { return s; } // 不存在这个引用需要新建一个字符串实例然后调用其intern方法将其拘留到字符串池中 // 最后返回这个新建字符串的引用 s new String(字面量); // 调用intern方法将创建好的字符串放入到StringTable中, // 类似就是调用StringTable.add(s)这也的一个伪方法 s.intern(); return s;} 按照这个逻辑我们将我们将上面思考题中的所有字面量进行替换会发现不管在哪个版本中结果都应该返回true。 运行时常量池 位置在哪 位于方法区中1.6在永久代1.7在元空间中永久代跟元空间都是对方法区的实现 用来干什么 jvm在执行某个类的时候必须经过加载、连接、初始化而连接又包括验证、准备、解析三个阶段。而当类加载到内存中后jvm就会将class常量池中的内容存放到运行时常量池中由此可知运行时常量池也是每个类都有一个。在上面我也说了class常量池中存的是字面量和符号引用也就是说他们存的并不是对象的实例而是对象的符号引用值。而经过解析(resolve)之后也就是把符号引用替换为直接引用解析的过程会去查询全局字符串池也就是我们上面所说的StringTable以保证运行时常量池所引用的字符串与全局字符串池中所引用的是一致的。 所以简单来说运行时常量池就是用来存放class常量池中的内容的。 总结 我们将三者进行一个比较 以一道测试题结束 // 环境1.7及以上public class Clazz { public static void main(String[] args) { String s1 new StringBuilder().append(ja).append(va1).toString(); String s2 s1.intern(); System.out.println(s1s2); String s5 dmz; String s3 new StringBuilder().append(d).append(mz).toString(); String s4 s3.intern(); System.out.println(s3 s4); String s7 new StringBuilder().append(s).append(pring).toString(); String s8 s7.intern(); String s6 spring; System.out.println(s7 s8); }} 答案是true,false,true。大家可以仔细思考为什么... 作者程序员DMZ 原文链接https://blog.csdn.net/qq_41907991/article/details/106799400
