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周志明因为字符串池、运行时常量池和别人吵起来了?

GitHub 19k Star 的Java工程师成神之路,不来了解一下吗!

在之前的一篇文章中,介绍过Java中的Class常量池,在Java体系中,提到常量池,除了 Class常量池,还有运行时常量池和字符串常量池等概念。

本文来介绍一下什么是运行时常量池。再来解释一下运行时常量池、字符串池之间的关系和区别。

Java虚拟机为每一个类型都维护了一个常量池,是 Java 虚拟机中的运行时数据结构,这里面主要存放的是编译期生成的各种字面量和符号引用,这就是运行时常量池。

根据Java虚拟机规范约定:每一个运行时常量池都在Java虚拟机的方法区中分配,在加载类和接口到虚拟机后,就创建对应的运行时常量池。

规范中规定了运行时常量池属于方法区,但是没规定方法区属于哪。于是虚拟机在各自实现的时候就各显神通了。

JDK各个版本中的实现

在不同版本的JDK中,运行时常量池所处的位置也不一样。以HotSpot虚拟机为例:

在JDK 1.7之前,方法区位于永久代,运行时常量池作为方法区的一部分,也处于永久代中。

因为使用永久代实现方法区可能导致内存泄露问题,所以,从JDK1.7开始,JVM尝试解决这一问题。

在JDK 1.7中,静态变量和运行时常量池中的字符串常量池转移到了堆内存中,其他类型的变量还保留在方法区中。

在JDK 1.8中,彻底移除了永久代,方法区通过元空间的方式实现。随之,运行时常量池也在元空间中实现。

池中常量的来源

运行时常量池中包含了若干种不同的常量,他的来源主要有两种:

编译期可知的字面量和符号引用(来自Class常量池)

运行期解析后可获得的常量(如String的intern方法)

三种池之间的关系

虚拟机启动过程中,会将各个Class文件中的常量池载入到运行时常量池中。

所以, Class常量池只是一个媒介场所。在JVM真的运行时,需要把常量池中的常量加载到内存中,进入到运行时常量池。这就是Class 常量池和运行时常量池之间的关系。

那么,字符串池(string literal pool)和运行时常量池(runtime constant pool)之间的关系和区别是什么呢?

关于这个问题,很多人都有疑问。很少有人能说清楚到底这两者之间有啥具体的区别和联系。

之前,就有人对周志明老师的《深入理解 Java虚拟机》中关于这二者之间的关系的表述产生过质疑,于是两个人各自举证,唇枪舌战的辩论了很久(围观地址:https://github.com/fenixsoft/jvm_book/issues/112 )。

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其实,这个事儿说来也简单,主要是要区分「Java虚拟机规范」和「Java虚拟机实现」

首先,在官方的「Java虚拟机规范」中,明确的表示过,字符串字面量以及 intern 过的字符串内容,都是要进到运行时常量池的。

规范是这么说的,所以,不管咋说,字符串常量就是要存储在运行时常量池的。

但是,具体的虚拟机实现的时候,可能有些自己的想法,如 HotSpot就给字符串常量池专门搞了个池用来存储字符串常量。

而有人认为这两个不是一回事的主要原因,其实,”罪魁祸首”也是HotSpot。

「Java虚拟机规范」规定运行时常量池要放到方法区,但是没规定方法区要具体在哪实现。

如前文说过,JDK 1.8中,彻底移除了永久代,方法区通过元空间的方式实现。运行时常量池随着去到了元空间中。

但是!字符串池还保留在堆内存中。

这就使得很多人认为,运行时常量池和字符串常量池好像没啥关系,所在的位置都不一样。

但是其实,不管 HotSpot 具体如何实现的,其实还是遵守「Java虚拟机规范」的,虽然在 JDK 1.8中,运行时常量池和字符串池不在同一个物理区域,但是这也不能说明字符串池不属于运行时常量池。

或者说,字符串池就是运行时常量池的一个逻辑子区域。及字符串池是运行时常量池的分池!

所以,总结一下,Class 常量池的内容,会在编译过后在运行期进入到运行时常量池,其中字符串的部分直接进到字符串池,其他常量进入到运行时常量池。至于在运行期,如果有对字符串进行过 intern 操作,那么也可能会在运行时动态向字符串池中添加新的字符串常量!

PS:本文节选自我已经写完但是还未出版的新书,敬请期待。

(全文完)

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