【JVM】常量池、运行时常量池和字符串常量池

常量池

即Class文件常量池，是Class文件的一部分，用于保存编译时确定的数据。
图片说明
Java代码在进行javac编译的时候，不会像C和C++那样有“连接”这一步骤，而是在虚拟机加载Class文件的时候进行动态连接。也就是说，class文件不会保存各个方法、字段的最终内存布局信息，因此这些字段、方法的符号引用不经过运行期转换的话就无法得到真正的内存入口地址，也就无法被虚拟机使用。

运行时常量池

Java语言并不要求常量一定只能在编译期产生，运行期间也可能产生新的常量，这些常量被放在运行时常量池中。
类加载后，常量池中的数据会在运行时常量池中存放！
这里所说的常量包括：基本类型包装类（包装类不管理浮点型，整形只会管理-128到127）和String（也可以通过String.intern()方法可以强制将String放入常量池）

Java 基本类型的包装类的大部分都实现了常量池技术，即 Byte,Short,Integer,Long,Character,Boolean；这 5 种包装类默认创建了数值[-128，127] 的相应类型的缓存数据，但是超出此范围仍然会去创建新的对象。
两种浮点数类型的包装类 Float,Double 并没有实现常量池技术。

例如如下代码，Integer赋值超过127，都会返回false，Float和Double也会。

        Integer i1 = 33;
        Integer i2 = 33;
        System.out.println(i1 == i2);// 输出 true

        Integer i11 = 333;
        Integer i22 = 333;
        System.out.println(i11 == i22);// 输出 false

        Double i3 = 1.2;
        Double i4 = 1.2;
        System.out.println(i3 == i4);// 输出 false

Integer缓存的源码：

/**
*此方法将始终缓存-128 到 127（包括端点）范围内的值，并可以缓存此范围之外的其他值。
*/
    public static Integer valueOf(int i) {
        if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
            return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
        return new Integer(i);
    }

再看两个例子：

Integer i1 = 40；Java 在编译的时候会直接将代码封装成 Integer i1=Integer.valueOf(40);，从而使用常量池中的对象。
Integer i1 = new Integer(40)，这种情况下会创建新的对象。

接着再看最后一个比较复杂的例子：

  Integer i1 = 40;
  Integer i2 = 40;
  Integer i3 = 0;
  Integer i4 = new Integer(40);
  Integer i5 = new Integer(40);
  Integer i6 = new Integer(0);

  System.out.println("i1=i2   " + (i1 == i2));
  System.out.println("i1=i2+i3   " + (i1 == i2 + i3));
  System.out.println("i1=i4   " + (i1 == i4));
  System.out.println("i4=i5   " + (i4 == i5));
  System.out.println("i4=i5+i6   " + (i4 == i5 + i6));   
  System.out.println("40=i5+i6   " + (40 == i5 + i6));

结果如下：

i1=i2   true
i1=i2+i3   true
i1=i4   false
i4=i5   false
i4=i5+i6   true
40=i5+i6   true

解释：

对于i1、i2、i3，因为40和0都在缓存范围内，所以实际上没有进行自动装箱，它们的最终结果是Integer对象，i1显然等于i2。但是遇到i1 == i2 + i3将会进行拆箱，做数值计算后比较，显然也是相等的。

语句 i4 == i5 + i6，因为+这个操作符不适用于 Integer 对象，首先 i5 和 i6 进行自动拆箱操作，进行数值相加，即 i4 == 40。然后 Integer 对象无法与数值进行直接比较，所以 i4 自动拆箱转为 int 值 40，最终这条语句转为 40 == 40 进行数值比较。

字符串常量池

String 对象的两种创建方式：

String str1 = "abcd";//先检查字符串常量池中有没有"abcd"，如果字符串常量池中没有，则创建一个，
                        //然后 str1 指向字符串常量池中的对象，如果有，则直接将 str1 指向"abcd""；
String str2 = new String("abcd");//堆中创建一个新的对象
String str3 = new String("abcd");//堆中创建一个新的对象
System.out.println(str1==str2);//false
System.out.println(str2==str3);//false

这两种不同的创建方法是有差别的。
• 第一种方式是在常量池中拿对象；
• 第二种方式是直接在堆内存空间创建一个新的对象。
记住一点：只要使用 new 方法，便需要创建新的对象。

我们来看一张图就明白了：
图片说明

String 类型的常量池比较特殊。它的主要使用方法有两种：

直接使用双引号声明出来的 String 对象会直接存储在常量池中。
如果不是用双引号声明的 String 对象，可以使用 String 提供的 intern 方法。String.intern() 是一个 Native 方法，它的作用是：
1. 如果常量池中存在当前字符串，那么直接返回常量池中它的引用。
2. 如果常量池中没有此字符串, 会将此字符串引用保存到常量池中后, 再直接返回该字符串的引用！

我们来看一个例子：

          String s1 = new String("计算机");
          String s2 = s1.intern();
          String s3 = "计算机";
          System.out.println(s2);//计算机
          System.out.println(s1 == s2);//false，因为一个是堆内存中的 String 对象一个是常量池中的 String 对象，
          System.out.println(s3 == s2);//true，因为两个都是常量池中的 String 对象

看完了String类型的不同创建方式会导致实例存在哪里后，我们来看看字符串拼接的情况：

          String str1 = "str";
          String str2 = "ing";
          String str3 = "str" + "ing";//常量池中的对象
          String str4 = str1 + str2; //在堆上创建的新的对象      
          String str5 = "string";//常量池中的对象
          System.out.println(str3 == str4);//false
          System.out.println(str3 == str5);//true
          System.out.println(str4 == str5);//false

          String str6 = new String("1") + new String("1");
          str6.intern();
          String str7 = "11";
          System.out.println(str7 == str6);

解释下str6和str7为什么==，首先str6相当于new了3个String对象，“1”、“1”和“11”，并且在字符串常量池的StringTable中没有对堆中“11”对象的引用。但是当使用了str6.intern();，这就使得StringTable包含了对“11”的引用，所以str7就直接引用了“11”，两者当然也就==了。

图片说明

尽量避免多个字符串拼接，因为这样会重新创建对象。如果需要改变字符串的话，可以使用 StringBuilder 或者 StringBuffer。

做个小总结：

对于直接做+运算的两个字符串（字面量）常量，并不会放入String常量池中，而是直接把运算后的结果放入常量池中；
对于先声明的字符串字面量常量，会放入常量池，但是若使用字面量的引用进行运算就不会把运算后的结果放入常量池中了；
总结一下就是JVM会对String常量的运算进行优化，未声明的，只放结果；已经声明的，只放声明。

再来看两道题看看有没有掌握：

        String s = new String("1");
        String s2 = "1";
        s.intern();
        String s3 = "1";
        System.out.println(s == s3);//false
        System.out.println(s2 == s3);//true

还记得intern的作用么，如果常量池已经有当前字符串，会返回对该字符串的引用，在这导体中显然已经有s2了，所以s.intern();没有起到任何作用，哪怕用一个s4去接受它的返回值，也接受的是s2的引用，并不是s1的哦~

        String s1 = new String("he") + new String("llo");
        String s2 = new String("h") + new String("ello");
        String s3 = s1.intern();
        String s4 = s2.intern();
        System.out.println(s1 == s3);// true
        System.out.println(s1 == s4);// true

同样的，对于这道题，String s3 = s1.intern();已经使得StringTable中有了对“hello”这一字符串的引用（该引用是属于s1的），因此String s4 = s2.intern();中s4是对s1的引用。