前言

总共分为三种常量池本文是对网上的资料做的总结下面做区分
Java 的 JVM 的内存可分为 3 个区：堆内存(heap)、栈内存(stack)和方法区(method)也叫静态存储区。

本文所有代码都是基于 JDK1.8 进行的。

在探讨常量池的类型之前需要明白什么是常量。

用 final 修饰的成员变量表示常量，值一旦给定就无法改变！
final 修饰的变量有三种：静态变量、实例变量和局部变量，分别表示三种类型的常量。

了解一下 ldc 指令

简单地说，它用于将 String 型常量值从常量池中推送至栈顶。

字符串常量池在 Java 内存区域的哪个位置

1）在 JDK6.0 及之前版本，字符串常量池是放在 Perm Gen 区(也就是方法区)中，此时常量池中存储的是对象。
2）在 JDK7.0 版本，字符串常量池被移到了堆中了。此时常量池存储的就是引用了。在 JDK8.0 中，永久代（方法区）被元空间取代了。

在 Java 的内存分配中，总共 3 种常量池：

1.全局字符串池（string pool也有叫做string literal pool）

全局字符串池里的内容是在类加载完成，经过验证，准备阶段之后在堆中生成字符串对象实例，然后将该字符串对象实例的引用值存到string pool中（记住：string pool中存的是引用值而不是具体的实例对象，具体的实例对象是在堆中开辟的一块空间存放的。）。
在HotSpot VM里实现的string pool功能的是一个StringTable类，HashSet<String>，它是一个哈希表，里面存的是驻留字符串(也就是我们常说的用双引号括起来的)的引用（而不是驻留字符串实例本身），也就是说在堆中的某些字符串实例被这个StringTable引用之后就等同被赋予了”驻留字符串”的身份。
这个StringTable在每个HotSpot VM的实例只有一份，被所有的类共享。

2.class文件常量池（class constant pool）

我们都知道，class文件中除了包含类的版本、字段、方法、接口等描述信息外，还有一项信息就是常量池(constant pool table)，用于存放编译器生成的各种字面量(Literal)和符号引用(Symbolic References)。

字面量就是我们所说的常量概念，如文本字符串、被声明为final的常量值等。
符号引用是一组符号来描述所引用的目标，符号可以是任何形式的字面量，只要使用时能无歧义地定位到目标即可（它与直接引用区分一下，直接引用一般是指向方法区的本地指针，相对偏移量或是一个能间接定位到目标的句柄）。一般包括下面三类常量：

类和接口的全限定名
字段的名称和描述符
方法的名称和描述符

常量池的每一项常量都是一个表，一共有如下表所示的11种各不相同的表结构数据，这每个表开始的第一位都是一个字节的标志位（取值1-12），代表当前这个常量属于哪种常量类型。

例如：

CONSTANT_Utf8_info{
    u1 tag;
    u2 length;
    u1 bytes[];
}

在这里插入图片描述

3.运行时常量池（runtime constant pool）

当java文件被编译成class文件之后，也就是会生成我上面所说的class常量池，那么运行时常量池又是什么时候产生的呢？

jvm在执行某个类的时候，必须经过加载、连接、初始化，而连接又包括验证、准备、解析三个阶段。而当类加载到内存中后，jvm就会将class常量池中的内容存放到运行时常量池中，由此可知，运行时常量池也是每个类都有一个。在上面我也说了，class常量池中存的是字面量和符号引用，也就是说他们存的并不是对象的实例，而是对象的符号引用值。而经过解析（resolve）之后，也就是把符号引用替换为直接引用，解析的过程会去查询全局字符串池，也就是我们上面所说的StringTable，以保证运行时常量池所引用的字符串与全局字符串池中所引用的是一致的。

三种常量池之间的关联

笼统的解释：在类加载阶段， JVM 会在堆中创建对应这些 class 文件常量池中的字符串对象实例，并在字符串常量池中驻留其引用。具体在 resolve 阶段执行。这些常量全局共享。

就 HotSpot VM 的实现来说，加载类的时候，那些字符串字面量会进入到当前类的运行时常量池，不会进入全局的字符串常量池（即在 StringTable 中并没有相应的引用，在堆中也没有对应的对象产生）。所以上面提到的，经过 resolve 时，会去查询全局字符串池，最后把符号引用替换为直接引用。（即字面量和符号引用虽然在类加载的时候就存入到运行时常量池，但是对于 lazy resolve 的字面量，具体操作还是会在 resolve 之后进行的。）

范例1

 public static void main(String[] args) {
        String s1 = "abc";  
        String s2 = "abc";
        String s3 = "xxx";
    }

在这里插入图片描述

String s1 = "abc";resolve 过程在字符串常量池中发现没有”abc“的引用，便在堆中新建一个”abc“的对象，并将该对象的引用存入到字符串常量池中，然后把这个引用返回给 s1。

String s2 = "abc"; resolve 过程会发现 StringTable 中已经有了”abc“对象的引用，则直接返回该引用给 s2，并不会创建任何对象。

String s3 = "xxx"; 同第一行代码一样，在堆中创建对象，并将该对象的引用存入到 StringTable，最后返回引用给 s3。

范例2

 public static void main(String[] args) {
        String s1 = "ab";//#1
        String s2 = new String(s1+"d");//#2
        s2.intern();//#3
        String s4 = "xxx";//#4
        String s3 = "abd";//#5
        System.out.println(s2 == s3);//true
    }

在这里插入图片描述进入 main 方法，对每行代码进行解读。

1，ldc 指令会把“ab”加载到栈顶，换句话说，在堆中创建“ab”对象，并把该对象的引用保存到字符串常量池中。
2，ldc 指令会把“d”加载到栈顶，然后有个拼接操作，内部是创建了一个 StringBuilder 对象，一路 append，最后调用 StringBuilder 对象的 toString 方法得到一个 String 对象（内容是 abd，注意 toString 方法会 new 一个 String 对象），并把它赋值给 s2（赋值给 s2 的依然是对象的引用而已）。注意此时没有把“abd”对象的引用放入字符串常量池。
3，intern 方法首先会去字符串常量池中查找是否有“abd”对象的引用，如果没有，则把堆中“abd”对象的引用保存到字符串常量池中，并返回该引用，但是我们并没有使用变量去接收它。
4，无意义，只是为了说明 class 文件中的“abd”字面量是#5时得到的。
5，字符串常量池中已经有“abd”对象的引用，因此直接将该引用返回给 s3。

范例3

String str1 = "abc";
String str2 = new String("def");
String str3 = "abc";
String str4 = str2.intern();
String str5 = "def";
System.out.println(str1 == str3);//true
System.out.println(str2 == str4);//false
System.out.println(str4 == str5);//true

上面程序的首先经过编译之后，在该类的class常量池中存放一些符号引用，然后类加载之后，将class常量池中存放的符号引用转存到运行时常量池中，然后经过验证，准备阶段之后，在堆中生成驻留字符串的实例对象（也就是上例中str1所指向的”abc”实例对象），然后将这个对象的引用存到全局String Pool中，也就是StringTable中，最后在解析阶段，要把运行时常量池中的符号引用替换成直接引用，那么就直接查询StringTable，保证StringTable里的引用值与运行时常量池中的引用值一致，大概整个过程就是这样了。
回到上面的那个程序，现在就很容易解释整个程序的内存分配过程了，首先，在堆中会有一个”abc”实例，全局StringTable中存放着”abc”的一个引用值，然后在运行第二句的时候会生成两个实例，一个是”def”的实例对象，并且StringTable中存储一个”def”的引用值，还有一个是new出来的一个”def”的实例对象，与上面那个是不同的实例，当在解析str3的时候查找StringTable，里面有”abc”的全局驻留字符串引用，所以str3的引用地址与之前的那个已存在的相同，str4是在运行的时候调用intern()函数，返回StringTable中”def”的引用值，如果没有就将str2的引用值添加进去，在这里，StringTable中已经有了”def”的引用值了，所以返回上面在new str2的时候添加到StringTable中的 “def”引用值，最后str5在解析的时候就也是指向存在于StringTable中的”def”的引用值，那么这样一分析之后，下面三个打印的值就容易理解了。

注意

在运行 String str2 = new String("def"); 时会生成两个实例：一个是”def”的实例对象，并且在StringTable中存储一个该”def”对象的引用值；另一个是new出的一个”def”的实例对象，与第一个是不同的实例。

总结

1.全局常量池在每个VM中只有一份，存放的是字符串常量的引用值。
2.class常量池是在编译的时候每个class都有的，在编译阶段，存放的是常量的符号引用。
3.运行时常量池是在类加载完成之后，将每个class常量池中的符号引用值转存到运行时常量池中，也就是说，每个class都有一个运行时常量池，类在解析之后，将符号引用替换成直接引用，与全局常量池中的引用值保持一致。