1 字符串常量池

频繁的创建字符串，会极大的影响程序的性能。为了提高性能和减少内存消耗，JVM开辟并维护一个字符串常量池，作用类似于缓冲区。在创建字符串时，首先检查字符串常量池中是否存在字符串。

  • 如果存在，则返回字符串常量池中该字符串的引用。
  • 如果不存在，则创建该字符串，并放入字符串常量池中。

在 HotSpotVM 里实现的字符串常量池功能的是一个 StringTable 类，它是一个 Hash 表，默认值大小长度是 1009 ；这个 StringTable 在每个 HotSpot-VM 的实例中只有一份，被所有的类共享。
字符串常量由一个一个字符组成，放在了 StringTable 上。在 JDK6 中，StringTable 的长度是固定的，长度就是 1009，因此如果放入 String Pool 中的 String 非常多，就会造成 hash 冲突，导致链表过长，当调用 String#intern() 时会需要到链表上一个一个找，从而导致性能大幅度下降。
在 JDK7 中，StringTable 的长度可以通过参数指定：-XX:StringTableSize=66666。

2 静态常量池

也称为class常量池。Java 类被编译后，就会形成一份 class 文件； class 文件中除了包含类的版本、成员变量、方法、接口等描述信息外，还有一项信息就是常量池(constant pool table)，用于存放编译器生成的各种字面量(Literal)和符号引用(Symbolic References)。每个 class 文件都会有一个 class 常量池。
关于class文件的内部结构，将在JVM中做进一步介绍。

3 运行时常量池

运行时常量池是方法区的一部分，存在于内存中，也就是 class 常量池被加载到内存之后的版本。Java虚拟机规范没有对其做任何要求，不同虚拟机可以根据自己的需求对其做具体的实现。当class文件被加载后，它的静态常量池信息就会放入运行时常量池，并把里面的符号引用替换成直接引用。
另外，运行时常量池有一个重要的特征：动态性。编译期的常量池中的内容可以放入运行时常量池，运行时产生的常量也可以放入池中。常见的有String类intern()方法。
运行时常量池会受到方法区内存的限制，当无法申请到内存时会抛出OOM（OutOfMemoryError）异常。

4 三种常量池的关系

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。
当类加载到内存中后，jvm 就会将 静态常量池中的内容存放到运行时常量池中，由此可知，运行时常量池也是每个类都有一个。
在解析阶段，会把符号引用替换为直接引用，解析的过程会去查询字符串常量池，也就是我们上面所说的StringTable，以保证运行时常量池所引用的字符串与字符串常量池中是一致的。

5 三种常量池的随JDK版本的变化

  • 静态常量池一直在class文件中。、

  • 运行时常量池和字符串常量池：

    • JDK7之前，运行时常量池包括字符串常量池都存放在方法区中，此时HotSpotVM 对方法区的实现是永久代。

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  • JDK1.7，字符串常量池和静态变量被从方法区拿到了堆内存中，运行时常量池剩下的部分还在方法区中，此时HotSpotVM 对方法区的实现是永久代。

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  • JDK8，HotSpotVM 移除了永久代，用元空间取而代之。字符串常量池还在堆中，运行时常量池还在方法区中，不过此时对方法区的实现变成了元空间。

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6 注意

JVM中会对常量池做进一步的介绍，这里只是对其进行简单了解。

参考