Java 상수 풀에 대한 자세한 그래픽 및 텍스트 설명

Java 상수 풀은 면접관들이 가장 좋아하는 주제입니다. Xiaocai가 이미 상수 풀에 관해 들어본 적이 있는 다양한 질문이 있습니다.

추천: java 비디오 튜토리얼

jvm 가상 메모리 배포:

프로그램 카운터는 jvm 실행 프로그램의 파이프라인이며 일부 점프 명령을 저장합니다. 이는 초보자가 이해하기에는 너무 고급입니다.

로컬 메서드 스택은 jvm이 운영 체제 메서드를 호출하는 데 사용하는 스택입니다.

가상 머신 스택은 jvm이 Java 코드를 실행하는 데 사용하는 스택입니다.

메서드 영역은 일부 상수, 정적 변수, 클래스 정보 등을 저장하는데, 이는 메모리 내 클래스 파일의 저장 위치로 이해할 수 있습니다.

가상 머신 힙은 JVM이 Java 코드를 실행하는 데 사용하는 힙입니다.

Java의 상수 풀은 실제로 정적 상수 풀과 런타임 상수 풀의 두 가지 형태로 나뉩니다.

일명 정적 상수 풀은 *.class 파일에 있는 상수 풀입니다. 클래스 파일의 상수 풀은 문자열(숫자) 리터럴뿐만 아니라 클래스 및 메소드 정보도 포함하여 공간의 대부분을 차지합니다. 클래스 파일.

런타임 상수 풀의 경우, jvm 가상 머신이 클래스 로딩 작업을 완료한 후 클래스 파일의 상수 풀을 메모리에 로드하고 메서드 영역에 저장합니다. 우리가 흔히 말하는 상수 풀은 메서드를 말합니다. 해당 영역의 런타임 상수 풀입니다.

다음으로 인터넷에서 인기 있는 상수 풀 예시를 인용하고 설명하겠습니다.

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

먼저 Java에서는 == 연산자를 직접 사용하면 비교되는 것은 내용이 아닌 두 문자열의 참조 주소입니다. 내용을 비교하려면 String.equals()를 사용하세요.

s1 == s2는 s1과 s2에 값을 할당할 때 둘 다 문자열 리터럴을 사용합니다. 직설적으로 말하면 컴파일 중에 이러한 리터럴이 직접 입력됩니다. 클래스 파일의 상수 풀에서는 런타임 상수 풀을 로드한 후 s1과 s2가 동일한 메모리 주소를 가리키므로 동일합니다.

s1 == s3에는 함정이 있습니다. s3은 동적으로 접합된 문자열이지만 접합에 관련된 모든 부분은 알려진 리터럴입니다. 컴파일 중에 이 접합이 최적화되며 컴파일러는 이를 직접 설명하도록 도와줍니다. 이므로 String s3 = "Hel" + "lo";는 클래스 파일에서 String s3 = "Hello";로 최적화되므로 s1 == s3이 설정됩니다.

s1 == s4는 물론 동일하지 않습니다. s4도 스플라이싱되지만 new String("lo") 부분은 알려진 리터럴이 아니며 예측할 수 없는 부분입니다. 컴파일러는 런타임까지 기다려야 합니다. 그런 다음 s4가 할당된 위치를 아는 문자열 불변 정리와 결합하여 결과를 결정할 수 있으므로 주소는 달라야 합니다. 아이디어를 명확히 하기 위해 간단한 다이어그램이 제공됩니다.

s1 == s9는 동일하지 않습니다. 이유는 비슷합니다. s7과 s8은 값을 할당할 때 문자열 리터럴을 사용하지만 s9에 연결되면 s7과 s8은 다음과 같습니다. 두 개의 변수는 모두 예측할 수 없습니다. 결국 컴파일러는 해석기로 사용할 수 없으므로 최적화되지 않습니다. 실행 시 s7 및 s8에 의해 형성된 새 문자열은 힙에 불확실한 주소를 가지므로 최적화할 수 없습니다. 메소드 영역의 상수 풀에 있는 s1 주소가 동일합니다.

s4 == s5는 더 이상 설명이 필요하지 않습니다. 둘 다 힙에 있지만 주소가 다릅니다.

s1 == s6 이 두 가지 동일성은 전적으로 인턴 메서드로 인해 발생합니다. s5는 힙에 있고 내용은 Hello입니다. 인턴 메서드는 Hello 문자열을 상수 풀에 추가하고 해당 주소를 상수 풀에 반환하려고 시도합니다. 상수 풀에 이미 Hello 문자열이 있으므로 인턴 메서드는 주소를 직접 반환하고 s1은 이미 컴파일 중에 상수 풀을 가리키므로 s1과 s6은 동일한 주소를 가리키고 동일합니다.

이 시점에서 우리는 세 가지 매우 중요한 결론을 내릴 수 있습니다.

상수 풀을 더 잘 이해하려면 컴파일 타임 동작에 주의를 기울여야 합니다.

런타임 상수 풀의 상수는 기본적으로 각 클래스 파일의 상수 풀에서 가져옵니다.

프로그램이 실행 중일 때 상수를 상수 풀에 수동으로 추가하지 않는 한(예: 인턴 메서드 호출) jvm은 자동으로 상수 풀에 상수를 추가하지 않습니다.

위 내용은 문자열 상수 풀에만 해당됩니다. 실제로 정수형 상수 풀, 부동 소수점 상수 풀 등도 있지만 모두 비슷합니다. 그러나 숫자형 상수 풀에는 수동으로 상수를 추가할 수 없습니다. 프로그램이 시작될 때 사용됩니다. 풀의 상수는 이미 결정되어 있습니다. 예를 들어 정수 상수 풀의 상수 범위는 -128~127입니다.

Practice

이론을 너무 많이 말했으니 실제 상수 풀에 대해 알아보겠습니다.

앞서 언급했듯이 클래스 파일에는 정적 상수 풀이 있습니다. 이 상수 풀은 컴파일러에 의해 생성되며 Java 소스 파일에 리터럴을 저장하는 데 사용됩니다(이 문서에서는 리터럴에만 중점을 둡니다). 코드 :

 String s = "hi";

为了方便起见，就这么简单，没错！将代码编译成class文件后，用winhex打开二进制格式的class文件。如图：

简单讲解一下class文件的结构，开头的4个字节是class文件魔数，用来标识这是一个class文件，说白话点就是文件头，既：CA FE BA BE。

紧接着4个字节是java的版本号，这里的版本号是34，因为笔者是用jdk8编译的，版本号的高低和jdk版本的高低相对应，高版本可以兼容低版本，但低版本无法执行高版本。所以，如果哪天读者想知道别人的class文件是用什么jdk版本编译的，就可以看这4个字节。

接下来就是常量池入口，入口处用2个字节标识常量池常量数量，本例中数值为00 1A，翻译成十进制是26，也就是有25个常量，其中第0个常量是特殊值，所以只有25个常量。

常量池中存放了各种类型的常量，他们都有自己的类型，并且都有自己的存储规范，本文只关注字符串常量，字符串常量以01开头(1个字节)，接着用2个字节记录字符串长度，然后就是字符串实际内容。本例中为：01 00 02 68 69。

接下来再说说运行时常量池，由于运行时常量池在方法区中，我们可以通过jvm参数：-XX:PermSize、-XX:MaxPermSize来设置方法区大小，从而间接限制常量池大小。

假设jvm启动参数为：-XX:PermSize＝2M -XX:MaxPermSize＝2M，然后运行如下代码：

//保持引用，防止自动垃圾回收
List<String> list = new ArrayList<String>();
        
int i = 0;
        
while(true){
    //通过intern方法向常量池中手动添加常量
    list.add(String.valueOf(i++).intern());
}

程序立刻会抛出：Exception in thread "main" java.lang.outOfMemoryError: PermGen space异常。PermGen space正是方法区，足以说明常量池在方法区中。

在jdk8中，移除了方法区，转而用Metaspace区域替代，所以我们需要使用新的jvm参数：-XX:MaxMetaspaceSize=2M，依然运行如上代码，抛出：java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace异常。同理说明运行时常量池是划分在Metaspace区域中。具体关于Metaspace区域的知识，请读者自行搜索。

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위 내용은 Java 상수 풀에 대한 자세한 그래픽 및 텍스트 설명의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!