常量池
概述[编辑 | 编辑源代码]
常量池（Constant Pool）是JVM方法区（Method Area）的一部分，用于存储编译期生成的各种字面量（Literal）和符号引用（Symbolic Reference）。它是Java虚拟机规范中定义的核心数据结构之一，直接影响类加载、内存分配和动态链接的过程。
核心特性[编辑 | 编辑源代码]
- 编译期生成：由`javac`编译器在编译`.java`文件时创建
- 静态存储：内容在类加载后存入方法区
- 共享访问：同一类的多个实例共享同一份常量池
- 动态链接：运行期间将符号引用解析为直接引用
常量池结构[编辑 | 编辑源代码]
JVM常量池采用类似数组的索引结构，每个条目通过`#n`（如`#7`）的方式引用。主要包含以下类型：
| 类型 | 示例 | 说明 |
|---|---|---|
| `CONSTANT_Class` | `#7 = Class #8` | 类/接口的符号引用 |
| `CONSTANT_Fieldref` | `#9 = Fieldref #10.#11` | 字段的符号引用 |
| `CONSTANT_Methodref` | `#12 = Methodref #13.#14` | 方法的符号引用 |
| `CONSTANT_String` | `#15 = String #16` | 字符串字面量 |
| `CONSTANT_Integer` | `#17 = Integer 123` | 整型字面量 |
| `CONSTANT_Utf8` | `#18 = Utf8 "example"` | UTF-8编码字符串 |
内存模型[编辑 | 编辑源代码]
代码示例[编辑 | 编辑源代码]
以下Java代码演示常量池的实际使用：
public class ConstantPoolDemo {
public static void main(String[] args) {
String s1 = "JVM";
String s2 = "JVM";
System.out.println(s1 == s2); // true
}
}
字节码分析[编辑 | 编辑源代码]
通过`javap -v`命令查看编译后的常量池（节选）：
Constant pool:
#1 = Methodref #4.#20 // java/lang/Object."<init>":()V
#2 = String #21 // JVM
...
#21 = Utf8 JVM
输出结果为`true`，因为： 1. 编译器将字面量`"JVM"`存入常量池（`#2`） 2. `s1`和`s2`都指向常量池的同一引用
运行期行为[编辑 | 编辑源代码]
JVM处理常量池的关键阶段：
类加载阶段[编辑 | 编辑源代码]
1. 验证常量池的格式合规性 2. 准备阶段分配内存空间 3. 解析阶段将符号引用转为直接引用
符号引用解析[编辑 | 编辑源代码]
解析过程遵循以下公式：
实际应用案例[编辑 | 编辑源代码]
字符串驻留（String Interning）[编辑 | 编辑源代码]
Java字符串常量池实际是运行时常量池的子集：
String s1 = new String("Hello").intern();
String s2 = "Hello";
System.out.println(s1 == s2); // true
动态代理生成[编辑 | 编辑源代码]
`java.lang.reflect.Proxy`在运行时生成代理类时，会动态构建常量池：
Proxy.newProxyInstance(
loader,
new Class[]{Runnable.class},
(proxy, method, args) -> null
);
性能影响[编辑 | 编辑源代码]
- 优点：
* 减少重复字面量的内存占用 * 加速符号引用解析
- 缺点：
* 过大的常量池会增加方法区内存压力 * 可能引发`OutOfMemoryError: Metaspace`
常见问题[编辑 | 编辑源代码]
进阶知识[编辑 | 编辑源代码]
多版本常量池[编辑 | 编辑源代码]
从Java 7开始，字符串常量池被移至堆内存，而其他常量池内容仍保留在方法区（元空间）。
动态常量池[编辑 | 编辑源代码]
通过`java.lang.invoke`包可以在运行时动态修改常量池（需开启`-XX:+UnlockExperimentalVMOptions`）。