JVM运行时常量池与String池

内容原创，欢迎指正，转载注明http://slevin1994.iteye.com/blog/2415778

字面常量

《Java语言规范 基于Java SE 8》3.10节 写道

字面常量是类型为简单类型，String类型和空类型的**值**在源程序中的表示。包括整数字面常量，浮点数字面常量，布尔字面常量，字符字面常量，字符串字面常量和空字面常量。

• 整数字面常量，它的类型是long或者int（基本类型）
• 浮点数字面常量，它的类型是float或者double（基本类型）
• 布尔字面常量，它的类型是boolean（基本类型）
• 字符字面常量，它的类型是char（基本类型）
• 字符串字面常量，它的类型是String，是对String类的实例的引用（引用类型）
• 空字面常量，总是空类型

《Java语言规范 基于Java SE 8》3.10.5节 写道

而且，一个字符串字面常量总是引用String类的同一个实例。这是因为字符串字面常量，或者更一般的情况，表示常量表达式的值的字符串，被通过使用String.intern方法而“限定”了，这样做是为了让它们可以共享唯一的实例。

综上，相同的字符串字面常量总是引用同一个String实例，这个实例被String.intern方法而“限定”了。

==================================================================================

关于class文件常量池的理解
class文件中的常量池存放的是class文件结构及其子结构中所有的字面常量、类或接口名、字段和方法等。比如对于类中的一个属性的定义语句：

private String name = new String("slevin");

属性“name”及其内容“slevin”都保存在class文件的常量池中

• 属性名“name”以CONSTANT_Fieldref_info格式存储
• 内容“slevin”以CONSTANT_String_info格式存储的

注意：虽然“slevin”是String字面常量，但目前还不是引用类型：

《Java虚拟机规范SE8》4.4.3节 写道

> CONSTANT_String_info格式包含一个该格式对应的tag，和一个指向CONSTANT_Uft8_info的索引。这个结构表示Unicode码点序列，这个序列最终会初始化成一个String对象。

什么时候会“初始化成一个String对象”呢？这就涉及到运行时常量池了。

==================================================================================

关于运行时常量池的理解：

《Java虚拟机规范SE8》5.1节 写道

当类或接口创建时，它的二进制表示中的常量池表（即class文件常量池）被用来构造运行时常量池。运行时常量池最初阶段一部分是符号引用，另一部分得自常量池表中的某些项。

《Java虚拟机规范SE8》5.1节 写道

为了得到字符常量，Java虚拟机需要检查CONSTANT_String_info结构中的码点序列：

• 如果某String实例所包含的Unicode码点序列与CONSTANT_String_info结构所给出的序列相同，而之前又曾在该实例上面调用过String.intern方法，那么此次字符常量获取的结果将是一个指向相同String实例的引用
• 否则，会创建一个新的String实例，其中包含由CONSTANT_String_info结构所给出的Unicode码点序列；字符常量获取的结果是指向那个新Strlng实例的引用。最后，新String实例的intern方法被Java虚拟机自动调用

再看以下JDK8中关于String.intern()方法的描述：

JDK8 写道

public String intern()
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 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.
Returns:
a string that has the same contents as this string, but is guaranteed to be from a pool of unique strings.

所以可以这样理解：

1. String字面量的值先在编译期间被记录在class文件中的常量池表中
2. 类被创建时，运行时常量池根据class文件常量池表中的内容，创建String字面量
3. String字面量是对String类实例的引用，这些实例是被intern过的，存放在堆中；字面量存放在运行时常量池中
4. 堆中所有intern过的String实例都通过String类管理，所以可以说String池是由String类管理的。

==================================================================================

关于String池的理解：
String池是由String类维护的，位于堆中。对String池中的String实例的引用被存放在运行时常量池中。如果方法中有如下代码：

String name1="slevin";

name1得到的是String池中的一个String对象的引用，该对象的值也是“slevin”

String name2=new String("slevin").intern();

name2得到的是String池中的一个String对象的引用，该对象的值也是“slevin”

我个人认为：

• name1直接通过运行时常量池得到了池中的“slevin”实例的引用，因为编译时这行代码的操作应该是根据class常量池中该字面量的索引得到值并放入局部变量表。而类在被创建后，class常量池被解析成运行时常量池。
• name2通过String类维护的String池得到池中的“slevin”实例的引用，尽管这个引用已经放在了运行时常量池中，因为编译时这行代码的操作应该是根据class常量池中该字面量的索引得到值，然后当做参数传给String.intern()方法。

以上两条是我的推测，以后会根据反汇编加以证实。