心血总结之JVM：详解JVM常量池、Class、运行时、字符串常量池

2024-06-03 08:58
文章标签 java jvm 总结 运行 详解 字符串 class 常量 心血

本文主要是介绍心血总结之JVM：详解JVM常量池、Class、运行时、字符串常量池，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

追逐仰望星空 2020-07-09  

推荐学习

  1. 肝了十天半月，献上纯手绘“Spring/Cloud/Boot/MVC”全家桶脑图
  2. “走后门”成功！万分感激腾讯大佬的手敲“高分JVM”秘籍
  3. 最新“美团+字节+腾讯”一二三面问题，挑战一下你能走到哪一面？

本篇博客由于比较深入的写进JVM底层，所以如果有错误希望可以指出咱们共同讨论

目录

1.常量池与Class常量池

2.运行时常量池

  • 运行时常量池的简介
  • 方法区的Class文件信息, Class常量池和运行时常量池的三者关系

3.字符串常量池

  • 字符串常量池的简介
  • 采用字面值的方式创建字符串对象
  • 采用new关键字新建一个字符串对象
  • 字符串池的优缺点

4.字符串常量池和运行时常量池之间的藕断丝连

  • 常量池和字符串常量池的版本变化
  • String.intern在JDK6和JDK7之后的区别(重难点)

心血总结之JVM：详解JVM常量池、Class、运行时、字符串常量池

 

1.常量池

常量池,也叫 Class 常量池(常量池==Class常量池)。Java文件被编译成 Class文件，Class文件中除了包含类的版本、字段、方法、接口等描述信息外，还有一项就是常量池，常量池是当Class文件被Java虚拟机加载进来后存放在方法区 各种字面量 (Literal)和 符号引用 。

在Class文件结构中，最头的4个字节用于 存储魔数 (Magic Number)，用于确定一个文件是否能被JVM接受，再接着4个字节用于 存储版本号，前2个字节存储次版本号，后2个存储主版本号，再接着是用于存放常量的常量池。常量池主要用于存放两大类常量：字面量和符号引用量，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。如下

心血总结之JVM：详解JVM常量池、Class、运行时、字符串常量池

 

心血总结之JVM：详解JVM常量池、Class、运行时、字符串常量池

 

2.运行时常量池

2.1运行时常量池的简介

运行时常量池是方法区的一部分。运行时常量池是当Class文件被加载到内存后，Java虚拟机会 将Class文件常量池里的内容转移到运行时常量池里(运行时常量池也是每个类都有一个)。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

2.2方法区的Class文件信息，Class常量池和运行时常量池的三者关系

心血总结之JVM：详解JVM常量池、Class、运行时、字符串常量池

 

字符串常量池

3.1字符串常量池的简介

字符串常量池又称为：字符串池，全局字符串池,英文也叫String Pool。 在工作中，String类是我们使用频率非常高的一种对象类型。JVM为了提升性能和减少内存开销，避免字符串的重复创建，其维护了一块特殊的内存空间，这就是我们今天要讨论的核心：字符串常量池。字符串常量池由String类私有的维护。

我们理清几个概念：

在JDK7之前字符串常量池是在永久代里边的，但是在JDK7之后，把字符串常量池分进了堆里边。看下面两张图：

心血总结之JVM：详解JVM常量池、Class、运行时、字符串常量池

 

在堆中的字符串常量池： 里边的字符串常量池存放的是字符串的引用或者字符串(两者都有)下面例子会有具体的讲

心血总结之JVM：详解JVM常量池、Class、运行时、字符串常量池

 

符号引用表会在下面讲

我们知道，在Java中有两种创建字符串对象的方式：

  1. 采用字面值的方式赋值
  2. 采用new关键字新建一个字符串对象。这两种方式在性能和内存占用方面存在着差别。

3.2采用字面值的方式创建字符串对象

package Oneday;
public class a {public static void main(String[] args) {String str1="aaa";String str2="aaa";System.out.println(str1==str2);   }
}
运行结果：
true

采用字面值的方式创建一个字符串时，JVM首先会去字符串池中查找是否存在"aaa"这个对象，如果不存在，则在字符串池中创建"aaa"这个对象，然后将池中"aaa"这个对象的引用地址返回给字符串常量str，这样str会指向池中"aaa"这个字符串对象；如果存在，则不创建任何对象，直接将池中"aaa"这个对象的地址返回，赋给字符串常量。

对于上述的例子：这是因为，创建字符串对象str2时，字符串池中已经存在"aaa"这个对象，直接把对象"aaa"的引用地址返回给str2，这样str2指向了池中"aaa"这个对象，也就是说str1和str2指向了同一个对象，因此语句System.out.println(str1== str2)输出：true

3.3采用new关键字新建一个字符串对象

package Oneday;
public class a {public static void main(String[] args) {String str1=new String("aaa");String str2=new String("aaa");System.out.println(str1==str2);}
}
运行结果：
false

采用new关键字新建一个字符串对象时，JVM首先在字符串常量池中查找有没有"aaa"这个字符串对象。如果有，则不在池中再去创建"aaa"这个对象，直接在堆中创建一个"aaa"字符串对象，然后将堆中的这个"aaa"对象的地址返回赋给引用str1，这样，str1就指向了堆中创建的这个"aaa"字符串对象；如果没有，则首先在字符串常量池池中创建一个"aaa"字符串对象，然后再在堆中创建一个"aaa"字符串对象，然后将堆中这个"aaa"字符串对象的地址返回赋给str1引用，这样，str1指向了堆中创建的这个"aaa"字符串对象。

对于上述的例子：

因为，采用new关键字创建对象时，每次new出来的都是一个新的对象，也即是说引用str1和str2指向的是两个不同的对象，因此语句

System.out.println(str1 == str2)输出：false

字符串池的实现有一个前提条件：String对象是不可变的。因为这样可以保证多个引用可以同时指向字符串池中的同一个对象。如果字符串是可变的，那么一个引用操作改变了对象的值，对其他引用会有影响，这样显然是不合理的。

3.4字符串池的优缺点

字符串池的优点就是避免了相同内容的字符串的创建，节省了内存，省去了创建相同字符串的时间，同时提升了性能；

另一方面，字符串池的缺点就是牺牲了JVM在常量池中遍历对象所需要的时间，不过其时间成本相比而言比较低

4.字符串常量池和运行时常量池之间的藕断丝连

博主为啥要把他俩放在一起讲呢，主要是随着JDK的改朝换代，字符串常量池有很大的变动，和运行时常量池有关。而且网上众说纷纭，我真的在看的时候ctm了，所以博主花很长时间把这一块讲明白，如果有错误或者异议可以通知博主。博主一定会在第一时间参与讨论

4.1常量池和字符串常量池的版本变化

  • 在JDK1.7之前运行时常量池逻辑包含字符串常量池存放在方法区, 此时hotspot虚拟机对方法区的实现为永久代
  • 在JDK1.7 字符串常量池被从方法区拿到了堆中, 这里没有提到运行时常量池,也就是说 字符串常量池被单独拿到堆,运行时常量池剩下的东西还在方法区, 也就是hotspot中的永久代
  • 在JDK1.8 hotspot移除了永久代用元空间(Metaspace)取而代之, 这时候字符串常量池还在堆, 运行时常量池还在方法区, 只不过方法区的实现从永久代变成了元空间(Metaspace)

4.2String.intern在JDK6和JDK7之后的区别(重点)

JDK6和JDK7中该方法的功能是一致的，不同的是常量池位置的改变（JDK7将常量池放在了堆空间中），下面会具体说明。intern的方法返回字符串对象的规范表示形式。其中它做的事情是：首先去判断该字符串是否在常量池中存在，如果存在返回常量池中的字符串，如果在字符串常量池中不存在，先在字符串常量池中添加该字符串，然后返回引用地址

例子1：

String s1 = new String("1");
s1.intern();
String s2 = "1";
System.out.println(s1 == s2);运行结果：
JDK6运行结果：false
JDK7运行结果：false

我们首先看一张图：

心血总结之JVM：详解JVM常量池、Class、运行时、字符串常量池

 

上边例子中s1是new出来对象存放的位置的引用，s2是存放在字符串常量池的字符串的引用，所以两者不同

例子2：

String s1 = new String("1");
System.out.println(s1.intern() == s1);运行结果：
JDK6运行结果：false
JDK7运行结果：false

上边例子中s1是new出来对象存放的位置的引用，s1.intern()返回的是字符串常量池里字符串的引用

例子3：

String s1 = new String("1") + new String("1");
s1.intern();
String s2 = "11";
System.out.println(s1 == s2);
运行结果：
JDK6运行结果：false
JDK7运行结果：true

JDK6中，s1.intern()运行时，首先去常量池查找，发现没有该常量，则在常量池中开辟空间存储"11"，返回常量池中的值（注意这里也没有使用该返回值），第三行中，s2直接指向常量池里边的字符串，所以s1和s2不相等。有可能会有小伙伴问为啥s1.intern()发现没有该常量呢，那是因为：

String s1 = new String(“1”) + new String(“1”);这行代码实际操作是，创建了一个StringBuilder对象，然后一路append，最后toString，而toString其实是又重新new了一个String对象，然后把对象给s1，此时并没有在字符串常量池中添加常量

JDK7中，由于字符串常量池在堆空间中，所以在s1.intern()运行时，发现字符串常量池没有常量，则添加常量并使其指向堆空间地址，返回堆空间地址（注意这里也没有使用该返回值），这时s2通过查找常量池中的常量，同样也指向了堆空间地址，所以s1和s2相等。

例子4：

String s1 = new String("1") + new String("1");
System.out.println(s1.intern() == s1);

JDK6中，常量池在永久代中，s1.intern()去常量池中查找"11"，发现没有该常量，则在常量池中开辟空间存储"11"，返回常量池中的值，s1指向堆空间地址，所以二者不相等。

JDK7中，常量池在堆空间，s1.intern()去常量池中查找"11"，发现没有该常量，则在字符串常量池中开辟空间，指向堆空间地址，则返回字符串常量池指向的堆空间地址，s1也是堆空间地址，所以二者相等。

例子5：

package Oneday;
public class a {public static void main(String[] args) {String str=new String("123");System.out.println(str.intern()==str);}
}
运行结果：
JDK7：false

因为String str=new String("123");表示在字符串常量池和堆空间都有“123”这个常量

作者：远赴人间，一睹世颜

原文链接：https://blog.csdn.net/qq_45737068/article/details/107149922

这篇关于心血总结之JVM：详解JVM常量池、Class、运行时、字符串常量池的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/1026531。

相关文章

HarmonyOS学习(七)——UI（五）常用布局总结

HarmonyOS学习(七)——UI（五）常用布局总结

自适应布局 1.1、线性布局（LinearLayout） 通过线性容器Row和Column实现线性布局。Column容器内的子组件按照垂直方向排列，Row组件中的子组件按照水平方向排列。 属性说明space通过space参数设置主轴上子组件的间距，达到各子组件在排列上的等间距效果alignItems设置子组件在交叉轴上的对齐方式，且在各类尺寸屏幕上表现一致，其中交叉轴为垂直时，取值为Vert
阅读更多...
JVM 的类初始化机制

JVM 的类初始化机制

前言 当你在 Java 程序中new对象时，有没有考虑过 JVM 是如何把静态的字节码（byte code）转化为运行时对象的呢，这个问题看似简单，但清楚的同学相信也不会太多，这篇文章首先介绍 JVM 类初始化的机制，然后给出几个易出错的实例来分析，帮助大家更好理解这个知识点。 JVM 将字节码转化为运行时对象分为三个阶段，分别是：loading 、Linking、initialization
阅读更多...
Spring Security 基于表达式的权限控制

Spring Security 基于表达式的权限控制

前言 spring security 3.0已经可以使用spring el表达式来控制授权，允许在表达式中使用复杂的布尔逻辑来控制访问的权限。 常见的表达式 Spring Security可用表达式对象的基类是SecurityExpressionRoot。 表达式描述hasRole([role])用户拥有制定的角色时返回true （Spring security默认会带有ROLE_前缀）,去
阅读更多...
浅析Spring Security认证过程

浅析Spring Security认证过程

类图 为了方便理解Spring Security认证流程，特意画了如下的类图，包含相关的核心认证类 概述 核心验证器 AuthenticationManager 该对象提供了认证方法的入口，接收一个Authentiaton对象作为参数; public interface AuthenticationManager {Authentication authenticate(Authenti
阅读更多...
Spring Security--Architecture Overview

Spring Security--Architecture Overview

1 核心组件 这一节主要介绍一些在Spring Security中常见且核心的Java类，它们之间的依赖，构建起了整个框架。想要理解整个架构，最起码得对这些类眼熟。 1.1 SecurityContextHolder SecurityContextHolder用于存储安全上下文（security context）的信息。当前操作的用户是谁，该用户是否已经被认证，他拥有哪些角色权限…这些都被保
阅读更多...
Spring Security基于数据库验证流程详解

Spring Security基于数据库验证流程详解

Spring Security 校验流程图 相关解释说明（认真看哦） AbstractAuthenticationProcessingFilter 抽象类 /*** 调用 #requiresAuthentication(HttpServletRequest, HttpServletResponse) 决定是否需要进行验证操作。* 如果需要验证，则会调用 #attemptAuthentica
阅读更多...
Spring Security 从入门到进阶系列教程

Spring Security 从入门到进阶系列教程

Spring Security 入门系列 《保护 Web 应用的安全》 《Spring-Security-入门（一）：登录与退出》 《Spring-Security-入门（二）：基于数据库验证》 《Spring-Security-入门（三）：密码加密》 《Spring-Security-入门（四）：自定义-Filter》 《Spring-Security-入门（五）：在 Sprin
阅读更多...
Java架构师知识体认识

Java架构师知识体认识

源码分析 常用设计模式 Proxy代理模式Factory工厂模式Singleton单例模式Delegate委派模式Strategy策略模式Prototype原型模式Template模板模式 Spring5 beans 接口实例化代理Bean操作 Context Ioc容器设计原理及高级特性Aop设计原理Factorybean与Beanfactory Transaction 声明式事物
阅读更多...
Java进阶13讲__第12讲_1/2

Java进阶13讲__第12讲_1/2

多线程、线程池 1.  线程概念 1.1  什么是线程 1.2  线程的好处 2.   创建线程的三种方式 注意事项 2.1  继承Thread类 2.1.1 认识  2.1.2  编码实现  package cn.hdc.oop10.Thread;import org.slf4j.Logger;import org.slf4j.LoggerFactory
阅读更多...
如何用Docker运行Django项目

如何用Docker运行Django项目

本章教程，介绍如何用Docker创建一个Django，并运行能够访问。 一、拉取镜像 这里我们使用python3.11版本的docker镜像 docker pull python:3.11 二、运行容器 这里我们将容器内部的8080端口，映射到宿主机的80端口上。 docker run -itd --name python311 -p
阅读更多...

Copyright China编程 23002807@qq.com

沪ICP备2023033072号-2