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一、静态常量池和运行时常量池

Class常量池可以理解为是Class文件的资料库。常量池用于存放编译期生成的各种 "字面量" 和 "符号引用"

类文件中除了包含类的版本、字段、方法、接口等描述信息，还包含的就是常量池。如下图所示：

我们可以通过javap命令生成更可读的JVM字节码指令文件：

1. 字面量

字面量指由字母、数字等构成的字符串或者数字常量。

字面量只可以右值出现，所谓的右值就是指等号右边的值，比如：int a=1 这里的a为左值，1为右值，在这个例子中1就是字面量

int a = 1;
int b = 2;
String c = "abcdefg"

package com.lxl.jvm;
public class Math {
    public static int initData = 666;
    public static User user = new User();
    public User user1;

    public int compute() {
        int a = 1;
        int b = 2;
        int c = (a + b) * 10;
        return c;
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("aaa");
        Math math = new Math();
        while(true){
            math.compute();

        }
    }
}

2、符号引用

符号引用是编译原理中的概念，是相对于直接引用来说的，主要包括以下三类常量：

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

上面的例子中，

a、b是字段名称，是一种符号引用
在Math类中，
- com/lxl/jvm/Math是类的全限定名，也是符号引用
- main和compute是方法名，也是符号引用
- ()是UTF8格式的描述符，这些都是符号引用。

最开始这些字面量和符号引用都是保存在常量池中，他们都是静态信息

当程序运行时被加载到内存后，这些符号才有对应的内存地址信息。这些常量一旦被转入内存就会变成运行时常量池。运行时常量池在方法区中。

再说的明白一些，到底什么是常量池，什么是运行时常量池？

Math类，生成的对应的class文件，class文件中定义了一个常量池集合，这个集合用来存储一系列的常量。这时候的常量池是静态常量池。

当程序运行起来，会将类信息加载到方法区中，并为这些常量分配内存地址，这时原来的静态常量池就转变成了运行时常量池。

符号引用在程序运行以后被加载到内存中，原来的代码就会被分配内存地址，引用这个对象的地方就会变成直接引用，也就是我们说的动态链接了。

例如，上面Math类中的compute()方法，compute()这个符号引用在运行时就会被转变为compute()方法具体代码在内存中的地址，主要通过对象头里的类型指针去转换直接引用。

这句话的意思是：compute()方法被加载到内存以后，就有了自己的地址，原来调用computer()方法的符号引用，现在就变成对compute()地址的直接引用，这个直接引用是存在对象头里的，通过指针来指向直接饮用

二、字符串常量池

String c = "abcdefg"

字符串常量就保存在字符串常量池中

1、字符串常量池的设计思想

1）字符串的分配，和其他的对象分配一样，耗费高昂的时间与空间代价，作为最基础的数据类型，大量频繁的创建字符串，极大程度地影响程序的性能

2）JVM为了提高性能和减少内存开销，在实例化字符串常量的时候进行了一些优化

为字符串开辟一个字符串常量池，类似于缓存区

创建字符串常量时，首先查询字符串常量池是否存在该字符串

存在该字符串，返回引用实例，不存在，实例化该字符串并放入池中

比如，下面的案例

String c = "abcdefg"
String d = "abcdefg"

首先在字符串常量池中开辟一块空间，用来保存字符串“abcdefg”，然后在让符号引用c指向“abcdefg”的地址。
执行到第二句代码时，会发现内存中已经有“abcdefg”了，那么就不会再创建了，而是直接让符号引用d指向“abcdefg”的地址。

2、字符串常量池保存的位置

Jdk1.6及之前：有永久代, 运行时常量池在永久代，运行时常量池包含字符串常量池

Jdk1.7：有永久代，但已经逐步“去永久代”，字符串常量池从永久代里的运行时常量池分离到堆里

Jdk1.8及之后：无永久代，运行时常量池在元空间，字符串常量池里依然在堆里

用一段代码来验证字符串常量到底是存在哪里的？

package com.lxl.jvm;

import java.util.ArrayList;

/**
 * jdk6：‐Xms6M ‐Xmx6M ‐XX:PermSize=6M ‐XX:MaxPermSize=6M
 * jdk8：-Xms6M -Xmx6M -XX:MetaspaceSize=6M -XX:MaxMetaspaceSize=6M
 */
public class RuntimeConstantPoolOOM {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
        for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
            //String str = String.valueOf(i).intern();
            //String.valueOf(i);
            list.add("123");
        }
    }
}

Jdk7及以上:

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

jdk6及以下

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space

三、运行时常量池，字符串常量池，堆，方法区的位置关系

关于运行时常量池和字符串常量池以及和方法区，堆得关系，看下图：

jdk1.6：有永久代，运行时常量池保存在永久代中，字符串常量池是运行时常量池的一部分

jdk1.8及以后：有元空间，运行时常量池保存在元空间中，字符串常量池保存在堆中

深刻理解运行时常量池、字符串常量池