在class文件中,“常量池”是最复杂也最值得关注的内容。
Java是一种动态连接的语言,常量池的作用非常重要,常量池中除了包含代码中所定义的各种基本类型(如int、long等等)和对象型(如String及数组)的常量值还,还包含一些以文本形式出现的符号引用,比如:
类和接口的全限定名;
字段的名称和描述符;
方法和名称和描述符。
在C语言中,如果一个程序要调用其它库中的函数,在连接时,该函数在库中的位置(即相对于库文件开头的偏移量)会被写在程序中,在运行时,直接去这个地址调用函数;
而在Java语言中不是这样,一切都是动态的。编译时,如果发现对其它类方法的调用或者对其它类字段的引用的话,记录进class文件中的,只能是一个文本形式的符号引用,在连接过程中,虚拟机根据这个文本信息去查找对应的方法或字段。
所以,与Java语言中的所谓“常量”不同,class文件中的“常量”内容很非富,这些常量集中在class中的一个区域存放,一个紧接着一个,这里就称为“常量池”。
java中的常量池技术,是为了方便快捷地创建某些对象而出现的,当需要一个对象时,就可以从池中取一个出来(如果池中没有则创建一个),则在需要重复重复创建相等变量时节省了很多时间。常量池其实也就是一个内存空间,不同于使用new关键字创建的对象所在的堆空间。本文只从java使用者的角度来探讨java常量池技术,并不涉及常量池的原理及实现方法。个人认为,如果是真的专注java,就必须对这些细节方面有一定的了解。但知道它的原理和具体的实现方法则不是必须的。
1,常量池中对象和堆中的对象
public class Test{ Integer i1=new Integer(1); Integer i2=new Integer(1); //i1,i2分别位于堆中不同的内存空间 System.out.println(i1==i2);//输出false Integer i3=1; Integer i4=1; //i3,i4指向常量池中同一个内存空间 System.out.println(i3==i4);//输出true //很显然,i1,i3位于不同的内存空间 System.out.println(i1==i3);//输出false }
2,8种基本类型的包装类和对象池
java中基本类型的包装类的大部分都实现了常量池技术,这些类是Byte,Short,Integer,Long,Character,Boolean,另外两种浮点数类型的包装类则没有实现。另外Byte,Short,Integer,Long,Character这5种整型的包装类也只是在对应值小于等于127时才可使用对象池,也即对象不负责创建和管理大于127的这些类的对象。以下是一些对应的测试代码:
public class Test{ public static void main(String[] args){ //5种整形的包装类Byte,Short,Integer,Long,Character的对象, //在值小于127时可以使用常量池 Integer i1=127; Integer i2=127; System.out.println(i1==i2)//输出true //值大于127时,不会从常量池中取对象 Integer i3=128; Integer i4=128; System.out.println(i3==i4)//输出false //Boolean类也实现了常量池技术 Boolean bool1=true; Boolean bool2=true; System.out.println(bool1==bool2);//输出true //浮点类型的包装类没有实现常量池技术 Double d1=1.0; Double d2=1.0; System.out.println(d1==d2)//输出false } }
3,String也实现了常量池技术
String类也是java中用得多的类,同样为了创建String对象的方便,也实现了常量池的技术,测试代码如下:
public class Test{ public static void main(String[] args){ //s1,s2分别位于堆中不同空间 String s1=new String("hello"); String s2=new String("hello"); System.out.println(s1==s2)//输出false //s3,s4位于池中同一空间 String s3="hello"; String s4="hello"; System.out.println(s3==s4);//输出true } }
Integer的封装:
public static Integer valueOf(int i) { final int offset = 128; if (i >= -128 && i <= 127) { // must cache return IntegerCache.cache[i + offset]; } return new Integer(i); }
当你直接给一个Integer对象一个int值的时候,其实它调用了valueOf方法,然后你赋的这个值很特别,是128,那么没有进行cache方法,相当于new了两个新对象。所以问题中定义a、b的两句代码就类似于:
Integer a = new Integer(128); Integer b = new Integer(128);
这个时候再问你,输出结果是什么?你就知道是false了。如果把这个数换成127,再执行:
Integer a = 127; Integer b = 127;
System.out.println(a == b);
结果就是:true
由上可知,我们进行对象比较时最好还是使用equals,便于按照自己的目的进行控制。
看一下IntegerCache这个类里面的内容:
private static class IntegerCache { private IntegerCache() { } static final Integer cache[] = new Integer[-(-128) + 127 + 1]; static { for (int i = 0; i < cache.length; i++) cache[i] = new Integer(i - 128); } }
由于cache[]在IntegerCache类中是静态数组,也就是只需要初始化一次,即static{......}部分,所以,如果Integer对象初始化时是-128~127的范围,就不需要再重新定义申请空间,都是同一个对象---在IntegerCache.cache中,这样可以在一定程度上提高效率。
String的intern()方法会查找在常量池中是否存在一份equal相等的字符串,
如果有则返回一个引用,没有则添加自己的字符串进进入常量池,
注意,只是字符串部分,
所以这时会存在2份拷贝,常量池的部分被String类私有持有并管理,自己的那份按对象生命周期继续使用.
API解释:
返回字符串对象的规范化表示形式。
一个初始时为空的字符串池,它由类 String 私有地维护。
当调用 intern 方法时,如果池已经包含一个等于此 String 对象的字符串(该对象由 equals(Object) 方法确定),则返回池中的字符串。否则,将此 String 对象添加到池中,并且返回此 String 对象的引用。
它遵循对于任何两个字符串 s 和 t,当且仅当 s.equals(t) 为 true 时,s.intern() == t.intern() 才为 true。
所有字面值字符串和字符串赋值常量表达式都是内部的。字符串字面值在《Java Language Specification》的 §3.10.5 中已定义。
String s0= "java"; String s1=new String("java"); String s2=new String("java"); s1.intern(); s2=s2.intern(); //把常量池中“kvill”的引用赋给s2 System.out.println( s0==s1);//false intern返回的引用没有引用变量接收~ s1.intern();等于废代码. System.out.println( s0==s1.intern() );//true System.out.println( s0==s2 );//true
String s1=new String("java"); String s2=s1.intern();//s1 检查常量池 发现没有 就拷贝自己的字符串进去 //s2 引用该字符串常量池的地址 System.out.println(s2 == s1);//false System.out.println( s2==s1.intern());//true System.out.println( s1==s1.intern());// false 最后引出equals()和==的故事 对于字符串比较,一定要切记使用equals,勿用==