Java 中的常量池

Java 中的常量池（Constant Pool）是用于存放程序中常量（如字符串、数字、类、方法等）的内存区域。常量池的主要作用是提高内存的使用效率和性能，避免重复创建相同的常量实例。

常量池主要分为两种类型：

1. 字符串常量池（String Constant Pool）

• 定义：字符串常量池是 JVM 在运行时维护的一个特殊的常量池，它用于存储字符串字面量（literal）和字符串常量。

• 特性：

  • 字符串字面量会被自动添加到字符串常量池中，例如：String str = "Hello";。
  • 对于相同的字符串字面量，JVM 会返回常量池中已存在的对象，而不是重新创建新的字符串对象，这样可以节省内存。
  • 字符串常量池是一个堆外的存储区域。

• 使用示例：

  String s1 = "Hello";
  String s2 = "Hello";
  System.out.println(s1 == s2); // 输出 true，因为它们指向同一个字符串对象

2. 类和方法常量池（Class and Method Constant Pool）

• 定义：每个类或接口在编译后都会有一个类常量池，它用于存储类、方法、字段的符号引用。
• 特性：
  • 包含类名、字段名、方法名等符号引用，在类加载时，JVM 会将这些符号引用解析为直接引用。
  • 类常量池在 .class 文件中，由编译器生成，包含所有类相关的信息，如方法的描述符、常量值等。

3. 常量池的工作原理

• 编译时常量：如 final 修饰的常量值，会在编译时存储到常量池中。
• 运行时常量：字符串字面量、常量表达式（如 1 + 2）等在运行时被添加到常量池。

4. 常量池与内存

• 堆外内存：字符串常量池是 JVM 堆外的内存区域，而类和方法的常量池是包含在每个类的 .class 文件中的。

5. 常量池的优点

• 节省内存：通过共享常量池，避免重复创建相同的常量实例，提高内存使用效率。
• 提高性能：常量池中的常量在整个 JVM 运行期间可以共享，提高了代码的执行效率。
• 减少内存碎片：通过复用常量，减少了频繁的内存分配和垃圾回收的开销。

错误信息

• 常量池溢出：由于字符串常量池是有限制的，如果常量池中存储了过多字符串字面量，可能会遇到内存溢出。此时会抛出 OutOfMemoryError，错误信息如下：

  java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space
  

总结

• 字符串常量池：存储所有字符串字面量，避免重复创建相同的字符串对象。
• 类和方法常量池：包含类、方法、字段的符号引用，在类加载时进行解析。
• 内存管理：常量池在堆外存储，通过共享常量对象节省内存并提高性能。
• 优点：减少内存占用、提高性能和内存回收效率。
  常量池是 JVM 中的一项优化机制，广泛应用于字符串、常量和类的符号引用管理。