JVM中的常量池简介

1. 概述

当我们编译一个.java文件时，我们会得到一个带有.class扩展名的单独class文件。.class文件由几个部分组成，常量池就是其中之一。

在这个快速教程中，我们将探讨常量池的细节。此外，我们还将了解它支持哪些类型以及它如何格式化信息。

2. Java中的常量池

简单的说，常量池包含运行特定类的代码所需要的常量。基本上，它是一个类似于符号表的运行时数据结构。它是Java类文件中每个类或每个接口的运行时表示。

常量池的内容由编译器生成的符号引用组成，这些引用是从代码中引用的变量、方法、接口和类的名称。JVM使用它们将代码与它所依赖的其他类链接起来。

让我们使用一个简单的Java类来理解常量池的结构：

public class ConstantPool {

    public void sayHello() {
        System.out.println("Hello World");
    }
}

要查看常量池的内容，我们需要先编译文件，然后运行以下命令：

javap -v name.class

这将生成：

   #1 = Methodref          #6.#14         // java/lang/Object."<init>":()V
   #2 = Fieldref           #15.#16        // java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
   #3 = String             #17            // Hello World
   #4 = Methodref          #18.#19        // java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
   #5 = Class              #20            // cn/tuyucheng/taketoday/jvm/ConstantPool
   #6 = Class              #21            // java/lang/Object
   #7 = Utf8               <init>
   #8 = Utf8               ()V
   #9 = Utf8               Code
  #10 = Utf8               LineNumberTable
  #11 = Utf8               sayHello
  #12 = Utf8               SourceFile
  #13 = Utf8               ConstantPool.java
  #14 = NameAndType        #7:#8          // "<init>":()V
  #15 = Class              #22            // java/lang/System
  #16 = NameAndType        #23:#24        // out:Ljava/io/PrintStream;
  #17 = Utf8               Hello World
  #18 = Class              #25            // java/io/PrintStream
  #19 = NameAndType        #26:#27        // println:(Ljava/lang/String;)V
  #20 = Utf8               cn/tuyucheng/taketoday/jvm/ConstantPool
  #21 = Utf8               java/lang/Object
  #22 = Utf8               java/lang/System
  #23 = Utf8               out
  #24 = Utf8               Ljava/io/PrintStream;
  #25 = Utf8               java/io/PrintStream
  #26 = Utf8               println
  #27 = Utf8               (Ljava/lang/String;)V

#n表示对常量池的引用。#17是对“Hello World”字符串的符号引用，#18是System.out，#19是println。同样，#8突出显示方法的返回类型为void，#20是完全限定的类名。

需要注意的是，常量池表是从索引1开始的，索引值0被认为是无效索引。

2.1 类型

常量池支持多种类型：

Integer、Float：32位常量
Double、Long：64位常量
String：一个16位字符串常量，指向池中包含实际字节的另一个条目
Class：包含完全限定的类名
Utf8：字节流
NameAndType：一对以冒号分隔的值，第一个条目表示名称，第二个条目表示类型
Fieldref、Methodref、InterfaceMethodref：一对以点分隔的值，第一个值指向Class条目，而第二个值指向NameAndType条目

boolean、short和byte等其他类型呢？这些类型在池中表示为Integer常量。

2.2 格式

表中的每个条目都遵循通用格式：

cp_info {
    u1 tag;
    u1 info[];
}

起始1字节标记表示常量的类型。一旦JVM获取并拦截了标记，它就知道标记后面是什么。通常，标记后跟2个或多个字节来携带有关该常量的信息。

让我们看一下一些类型和它们的标签索引：

Utf8：1
Integer：3
Float：4
Long：5
Double：6
Class引用：7
String引用：8

任何类或接口的常量池只有在JVM加载完成后才会创建。

3. 总结

在这篇快速文章中，我们了解了JVM中的常量池。我们已经看到它包含用于定位实际对象的符号引用。此外，我们还了解池如何格式化有关常量及其类型的信息。

与往常一样，本教程的完整源代码可在GitHub上获得。

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1. 概述

2. Java中的常量池

2.1 类型

2.2 格式

3. 总结

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