第二章 Java記憶體區域與記憶體溢位異常(1)

JAVA中常遇到的幾種常量池的區別

1. Class檔案常量池

Class檔案中除了有類的版本資訊，欄位，方法，介面等描述資訊外，還有一部分叫Class檔案常量池，這個常量池可以理解為Class檔案中的資源倉庫，它當中主要存放兩大類常量：字面量和符號引用

字面量：如文字字串，"aaa"; 宣告為final型別的常量值等等
符號引用：又分為三類常量
1）類和介面的全限定名
2）欄位的名稱和描述符
3）方法的名稱和描述符

2. 執行時常量池

執行時常量池是方法區的一部分，Class檔案常量池中的內容在編譯時就產生了，而在類載入後，這部分內容會存在執行時常量池中，另外，由符號引用轉變成的直接引用也會存在執行時常量池中。
執行時常量池相對於Class檔案常量池的一個重要特徵是具備動態性，也就是常量並不一定在編譯時產生，執行時也可能將新的常量放入常量池中。

3. 字串池

這是一個比較難懂的概念，在工作中，String類是我們使用頻率非常高的一種物件型別。JVM為了提升效能和減少記憶體開銷，避免字串的重複建立，其維護了一塊特殊的記憶體空間，即字串池（String Pool）。這部分記憶體之前是在方法區，jdk1.8之後已經移除了方法區，轉而替代為Metaspace區，那麼這個字串池應該是被劃到這個Metaspace中了吧（有疑問，還沒弄明白）。

我們知道，在Java中有兩種建立字串物件的方式：
1）採用字面值的方式賦值
2）採用new關鍵字新建一個字串物件。
這兩種方式在效能和記憶體佔用方面存在著差別

方式一：採用字面值的方式賦值，例如：

String a = "aaa";
String b = "aaa";
System.out.println(a == b)

我們來分析一下過程，JVM首先會去字串池中查詢是否存在"aaa"這個物件，如果不存在，則在字串池中建立"aaa"這個物件，然後將池中"aaa"這個物件的引用地址返回給字串常量a，這樣a會指向池中"aaa"這個字串物件；如果存在，則不建立任何物件，直接將池中"aaa"這個物件的地址返回，賦給字串常量b。所以a==b返回值是true，因為二均指向了字串池中的"aaa".

方式二：採用new關鍵字新建一個字串物件，例如：

String a = new String("aaa");
String b = new String("aaa");
System.out.println(a == b);

採用new關鍵字，JVM會先從常量池中檢視有無"aaa"字串，有的話就拷貝一份到新new出來的堆記憶體中，返回的是堆記憶體的地址；如果沒有的話，直接在堆中new出來一塊空間存放"aaa"的值，同樣返回的是堆記憶體的地址，那麼問題來了

這個時候這個堆記憶體的"aaa"是否會也在字串池中建立一份呢？

這個問題在網上爭議很大，有的認為這個時候也會在字串池中建立一份，這個說法我不太認同，因為這樣的話豈不是造成了堆和字串池的完全重複？也就是不管字串池中有沒有"aaa",只要我是new,那都會在堆和字串池中同時存在"aaa".這樣不就造成了記憶體的浪費嗎？還有一種說法是，如果字串池中沒有"aaa",那先在堆中創造出"aaa",如果需要往字串池中加入"aaa"的話，就呼叫String的intern方法。我個人比較認同這種說法。

關於intern方法

intern方法使用：一個初始為空的字串池，它由類String獨自維護。當呼叫 intern方法時，如果池已經包含一個等於此String物件的字串（用equals(oject)方法確定），則返回池中的字串。否則，將此String物件新增到池中，並返回此String物件的引用。 對於任意兩個字串s和t，當且僅當s.equals(t)為true時，s.instan() == t.instan才為true。所有字面值字串和字串賦值常量表示式都使用 intern方法進行操作。

下面看一些經常出現的例子

String s1 = "Hello";
String s2 = "Hello";
String s3 = "Hel" + "lo";
String s4 = "Hel" + new String("lo");
String s5 = new String("Hello");
String s6 = s5.intern();
String s7 = "H";
String s8 = "ello";
String s9 = s7 + s8;
           
System.out.println(s1 == s2);  // true
System.out.println(s1 == s3);  // true
System.out.println(s1 == s4);  // false
System.out.println(s1 == s9);  // false
System.out.println(s4 == s5);  // false
System.out.println(s1 == s6);  // true

首先說明一點，在java 中，直接使用==操作符，比較的是兩個字串的引用地址，並不是比較內容，比較內容請用String.equals()。

s1 == s2這個非常好理解，s1、s2在賦值時，均使用的字串字面量，說白話點，就是直接把字串寫死，在編譯期間，這種字面量會直接放入class檔案的常量池中，從而實現複用，載入執行時常量池後，s1、s2指向的是同一個記憶體地址，所以相等。

s1 == s3這個地方有個坑，s3雖然是動態拼接出來的字串，但是所有參與拼接的部分都是已知的字面量，在編譯期間，這種拼接會被優化，編譯器直接幫你拼好，因此String s3 = "Hel" + "lo";在class檔案中被優化成String s3 = "Hello";，所以s1 == s3成立。

s1 == s4當然不相等，s4雖然也是拼接出來的，但new String("lo")這部分不是已知字面量，是一個不可預料的部分，編譯器不會優化，必須等到執行時才可以確定結果，結合字串不變定理，鬼知道s4被分配到哪去了，所以地址肯定不同。

s1 == s9也不相等，道理差不多，雖然s7、s8在賦值的時候使用的字串字面量，但是拼接成s9的時候，s7、s8作為兩個變數，都是不可預料的，編譯器畢竟是編譯器，不可能當直譯器用，所以不做優化，等到執行時，s7、s8拼接成的新字串，在堆中地址不確定，不可能與方法區常量池中的s1地址相同。

s4 == s5已經不用解釋了，絕對不相等，二者都在堆中，但地址不同。

s1 == s6這兩個相等完全歸功於intern方法，s5在堆中，內容為Hello ，intern方法會嘗試將Hello字串新增到常量池中，並返回其在常量池中的地址，因為常量池中已經有了Hello字串，所以intern方法直接返回地址；而s1在編譯期就已經指向常量池了，因此s1和s6指向同一地址，相等。

這只是讀書筆記，大多內容都是來自於其他前輩的帖子和《深入理解Java虛擬機器》這本書，所有來源均列出，供大家閱讀

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