Java基礎-常量池

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在class檔案中，“常量池”是最複雜也最值得關注的內容。

 

Java是一種動態串連的語言，常量池的作用非常重要，常量池中除了包含代碼中所定義的各種基本類型（如int、long等等）和對象型（如String及數組）的常量值還，還包含一些以文本形式出現的符號引用，比如：

　　類和介面的全限定名； 
　　欄位的名稱和描述符； 
　　方法和名稱和描述符。

 

 

　　在C語言中，如果一個程式要調用其它庫中的函數，在串連時，該函數在庫中的位置（即相對於庫檔案開頭的位移量）會被寫在程式中，在運行時，直接去這個地址調用函數；

　　而在Java語言中不是這樣，一切都是動態。編譯時間，如果發現對其它類方法的調用或者對其它類欄位的引用的話，記錄進class檔案中的，只能是一個文本形式的符號引用，在串連過程中，虛擬機器根據這個文本資訊去尋找對應的方法或欄位。

 

　　所以，與Java語言中的所謂“常量”不同，class檔案中的“常量”內容很非富，這些常量集中在class中的一個地區存放，一個緊接著一個，這裡就稱為“常量池”。

 

　　java中的常量池技術，是為了方便快捷地建立某些對象而出現的，當需要一個對象時，就可以從池中取一個出來（如果池中沒有則建立一個），則在需要重複重複建立相等變數時節省了很多時間。常量池其實也就是一個記憶體空間，不同於使用new關鍵字建立的對象所在的堆空間。本文只從java使用者的角度來探討java常量池技術，並不涉及常量池的原理及實現方法。個人認為，如果是真的專註java,就必須對這些細節方面有一定的瞭解。但知道它的原理和具體的實現方法則不是必須的。

 

1,常量池中對象和堆中的對象

public class Test{　　Integer i1=new Integer(1);   Integer i2=new Integer(1);　　//i1,i2分別位於堆中不同的記憶體空間   System.out.println(i1==i2);//輸出false

   Integer i3=1;   Integer i4=1;　　//i3,i4指向常量池中同一個記憶體空間   System.out.println(i3==i4);//輸出true　　//很顯然，i1,i3位於不同的記憶體空間　　System.out.println(i1==i3);//輸出false}

 

 

 

2，8種基本類型的封裝類和對象池

java中基本類型的封裝類的大部分都實現了常量池技術，這些類是Byte,Short,Integer,Long,Character,Boolean,另外兩種浮點數類型的封裝類則沒有實現。另外Byte,Short,Integer,Long,Character這5種整型的封裝類也只是在對應值小於等於127時才可使用對象池，也即對象不負責建立和管理大於127的這些類的對象。以下是一些對應的測試代碼：

public class Test{public static void main(String[] args){   //5種整形的封裝類Byte,Short,Integer,Long,Character的對象，   //在值小於127時可以使用常量池   Integer i1=127;   Integer i2=127;   System.out.println(i1==i2)//輸出true   //值大於127時，不會從常量池中取對象   Integer i3=128;   Integer i4=128;   System.out.println(i3==i4)//輸出false   //Boolean類也實現了常量池技術   Boolean bool1=true;   Boolean bool2=true;   System.out.println(bool1==bool2);//輸出true   //浮點類型的封裝類沒有實現常量池技術   Double d1=1.0;   Double d2=1.0;   System.out.println(d1==d2)//輸出false  }}

 

 

3,String也實現了常量池技術

　　String類也是java中用得多的類，同樣為了建立String對象的方便，也實現了常量池的技術,測試代碼如下:

public class Test{public static void main(String[] args){　　//s1,s2分別位於堆中不同空間　　String s1=new String("hello");　　String s2=new String("hello");　　System.out.println(s1==s2)//輸出false　　//s3,s4位於池中同一空間　　String s3="hello";　　String s4="hello";　　System.out.println(s3==s4);//輸出true}}

 

 

Integer的封裝：

  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);       }

當你直接給一個Integer對象一個int值的時候，其實它調用了valueOf方法，然後你賦的這個值很特別，是128，那麼沒有進行cache方法，相當於new了兩個新對象。所以問題中定義a、b的兩句代碼就類似於：

Integer a = new Integer(128);Integer b = new Integer(128);

 

這個時候再問你，輸出結果是什嗎？你就知道是false了。如果把這個數換成127，再執行：

Integer a = 127;Integer b = 127;

 System.out.println(a == b);
結果就是：true

由上可知，我們進行對象比較時最好還是使用equals，便於按照自己的目的進行控制。

 

看一下IntegerCache這個類裡面的內容：

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);      }   }

由於cache[]在IntegerCache類中是靜態數組，也就是只需要初始化一次，即static｛......｝部分，所以，如果Integer對象初始化時是-128~127的範圍，就不需要再重新定義申請空間，都是同一個對象---在IntegerCache.cache中，這樣可以在一定程度上提高效率。

 

String的intern()方法會尋找在常量池中是否存在一份equal相等的字串,

如果有則返回一個引用,沒有則添加自己的字串進進入常量池,

注意,只是字串部分,

所以這時會存在2份拷貝,常量池的部分被String類私人持有並管理,自己的那份按對象生命週期繼續使用.

API解釋:

返回字串對象的正常化表示形式。

一個初始時為空白的字串池，它由類 String 私人地維護。

當調用 intern 方法時，如果池已經包含一個等於此 String 對象的字串（該對象由 equals(Object) 方法確定），則返回池中的字串。否則，將此 String 對象添加到池中，並且返回此 String 對象的引用。

它遵循對於任何兩個字串 s 和 t，若且唯若 s.equals(t) 為 true 時，s.intern() == t.intern() 才為 true。

所有字面值字串和字串賦值常量運算式都是內部的。字串字面值在《Java Language Specification》的 §3.10.5 中已定義。

 String s0= "java";   String s1=new String("java");   String s2=new String("java");   s1.intern();   s2=s2.intern(); //把常量池中“kvill”的引用賦給s2   System.out.println( s0==s1);//false intern返回的引用沒有引用變數接收~    s1.intern();等於廢代碼.   System.out.println( s0==s1.intern() );//true   System.out.println( s0==s2 );//true

  String s1=new String("java");   String s2=s1.intern();//s1 檢查常量池 發現沒有 就拷貝自己的字串進去   //s2 引用該字串常量池的地址   System.out.println(s2 == s1);//false   System.out.println( s2==s1.intern());//true   System.out.println( s1==s1.intern());// false最後引出equals()和==的故事對於字串比較,一定要切記使用equals,勿用==

 

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