常量池

常量 可分为 字面常量（也称为直接常量）和 符号常量。

字面常量： 是指在程序中无需预先定义就可使用的数字、字符、boolen值、字符串等。简单的说，就是确定值的本身。如 10，2L，2.3f，3.5，“hello”，'a'，true、false、null 等等。

符号常量：是指在程序中用标识符预先定义的，其值在程序中不可改变的量。如 final int a = 5;

常量池： 常量池引入的 目的 是为了避免频繁的创建和销毁对象而影响系统性能，其实现了对象的共享。这是一种 享元模式 的实现。

java常量池

Java的常量池可以细分为以下三类：

• class文件常量池（又称静态常量池，编译阶段）
• 运行时常量池（又称动态常量池，运行阶段）
• 字符串常量池（全局的常量池）

class文件常量池

class文件常量池，也被称为 静态常量池 ，它是.class文件所包含的一项信息。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： 就是上面所说的字面常量。

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）。符号引用可以看作是一个虚拟地址，只有在JVM加载完类，确认了字面量的地址，才会将 符号引用 换成 直接引用。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

运行时常量池

 运行时常量池，又称为 动态常量池 ，是JVM在完成加载类之后将class文件中常量池载入到内存中，并保存在方法区中。也就是说，运行时常量池中的常量，基本来源于各个class文件中的常量池。 运行时常量池相对于CLass文件常量池的另外一个重要特征是具备 动态性 ，Java语言并不要求常量一定只有编译期才能产生，也就是并非预置入CLass文件中常量池的内容才能进入方法区运行时常量池，运行期间也可能将新的常量放入池中，这种特性被开发人员利用比较多的就是String类的intern()方法。

 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，也就是说，每个class对应运行时常量池中的一个独立空间，每个class文件存放的位置互不干扰。而在解析阶段，就会将符号引用替换成对应的直接引用。

字符串常量池（string pool也有叫做string literal pool）

字符串常量池存储的就是字符串的字面常量。详细一点，字符串常量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，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。

运行时常量池 与 字符串常量池 的区别

• 字符串常量池是位于运行时常量池中的。

运行时常量池 与 字符串常量池 在HotSpot的JDK1.6以前，都是放在方法区的，JDK1.7就将字符串常量池移到了堆外内存中去。运行时常量池 为每一个Class文件的常量池提供一个运行时的内存空间；而字符串常量池则为所有Class文件的String类型的字面常量维护一个公共的常量池，也就是Class文件的常量池加载进运行时常量池后，其String字面常量的引用指向要与字符串常量池的维护的要一致。

自动装箱拆箱机制 与 缓存机制

装箱： 可以自动将基本类型直接转换成对应的包装类型。

拆箱： 自动将包装类型转换成对应的基本类型值；

public class Test {public static void main(String[] args) {//装箱Integer b = 5;//拆箱int c = b+5;}
}

编译以后

public class Test {public Test() {}public static void main(String[] args) {Integer b = Integer.valueOf(5);int c = b.intValue() + 5;}
}

所谓装箱拆箱并没有多厉害，还是要通过调用Integer.valueOf()（装箱） 和 Integer.initValue()（拆箱）来完成的。也就是说，自动装箱拆箱机制是一种语法简写，为了方便程序员，省去了手动装箱拆箱的麻烦，变成了自动装箱拆箱。

判别是装箱还是拆箱

Integer x = 1;//装箱
Integer y = 2;//装箱
Integer z = x+y;//先拆箱再装箱

Integer类型是引用类型，所以不能参与加法运算，必须拆箱成基本类型来求和，在装箱成Integer。

包装类的缓存机制

public class Test {public static void main(String[] args) {Integer a = 5;Integer b = 5;Integer c = 129;Integer d = 129;System.out.println("a==b "+ (a == b));System.out.println("c==d "+ (c == d));}
}

输出结果

a == b  true
c == d  false

咦，为什么是a和b所指向的是一个对象呢？难道JVM在类加载时也为包装类型维护了一个常量池？如果是这样，为什么变量c、d的地址不一样。事实上，JVM确实没有为包装类维护一个常量池。变量a、b、c、d是由装箱得到的，根据前面所说的，装箱其实是编译器自动添加了Integer.valueOf() 方法。秘密应该就在这个方法内，那么我们看一下Integer.valueOf()的源代码吧，如下：

    public static Integer valueOf(int i) {assert IntegerCache.high >= 127;if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];return new Integer(i);}

 private static class IntegerCache {static final int low = -128;static final int high;static final Integer cache[];static {// high value may be configured by propertyint h = 127;String integerCacheHighPropValue =sun.misc.VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high");if (integerCacheHighPropValue != null) {int i = parseInt(integerCacheHighPropValue);i = Math.max(i, 127);// Maximum array size is Integer.MAX_VALUEh = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - (-low) -1);}high = h;cache = new Integer[(high - low) + 1];int j = low;for(int k = 0; k < cache.length; k++)cache[k] = new Integer(j++);}private IntegerCache() {}}

IntegerCache.cache是一个final的Integer数组，这个数组存储的Integer对象元素的值范围是[-128，127]。而且这个数组的初始化代码是包裹在static代码块中，也就是说IntegerCache.cache数组的初始化是在类加载时完成的。

再看回上面的例子，变量a和b的使用的基本类型值为5，没有超出[-128,127]的范围，所以就使用缓存数组中的元素，所以a、b的地址是一样的。而c、d使用的基本类型值为129，超出缓存范围，所以都是各自在堆上创建一个对，地址自然就不一样了。

包装类缓存总结与补充

• 包装类与String类很相似，都是非可变类，即一经创建后，便不可以修改。正因为这种特性，两者的对象实例在多线程下是安全的，不用担心异步修改的情况，这为他们实现共享提供了很好的保证，只需创建一个对象共享便可。
• 包装类的共享实现并不是由JVM来维护一个常量池，而是使用了缓存机制（数组），而且这个缓存是在类加载时完成初始化，并且不可再修改。
• 包装类的数组缓存范围是有限，只缓存基本类型值在一个字节范围内，也就是说 -128 ~ 127。（Character的范围是 0~127）
• 目前并不是所有包装类都提供缓存机制，只有Byte、Character、Short、Integer 4个包装类提供，Long、Float、Double 不提供。