Не раз слышал о так называемом пуле констант в языке программирования Java. Знаю о пуле объектов типа String, пуле для типов Byte, Short, Character, Integer, Long и даже Boolean. Также знаю, что мы сами можем определять размер пула типа Integer, если запускать приложение с параметром -Djava.lang.Integer.IntegerCache.high=XX, где XX может колебаться в диапазоне от 127 до (Integer.MAX_VALUE - 129). Весь этот пул представляет собой массив, каждое значение которого является элементом расположенным в порядке числового возрастания и мы можем напрямую обратиться к нему по индексу за константное время O(1). Я прекрасно понимаю, где хранится этот массив. У каждого целочисленного обёрточного типа есть свой вложенный класс такого типа:
private static class WrappingСlassNameCache {...}
Где вместо WrappingСlassNameCache, мы подставляем конкретное имя класса, к примеру, IntegerCache.
Внутри это выглядит так:
private static class IntegerCache {
static final int low = -128;
static final int high;
static final Integer cache[];
static {
// high value may be configured by property
int h = 127;
String integerCacheHighPropValue =
sun.misc.VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high");
if (integerCacheHighPropValue != null) {
try {
int i = parseInt(integerCacheHighPropValue);
i = Math.max(i, 127);
// Maximum array size is Integer.MAX_VALUE
h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - (-low) -1);
} catch( NumberFormatException nfe) {
// If the property cannot be parsed into an int, ignore it.
}
}
high = h;
cache = new Integer[(high - low) + 1];
int j = low;
for(int k = 0; k < cache.length; k++)
cache[k] = new Integer(j++);
// range [-128, 127] must be interned (JLS7 5.1.7)
assert IntegerCache.high >= 127;
}
Ну Бог с ним, тут ничего мудрёного нет! А что же такое пул констант? Что он из себя представляет? И вообще где хранятся все константы в Java? Если мы говорим о локальных финализированных переменных, то они хранятся в стековой памяти. Если мы имеем дело со static final полями, то эти поля хранятся в MetaSpace (раньше в PermGen), если мы говорим о реализации JVM HotSpot. Так о каком вообще пуле может идти речь? Как всё это реализовано? Описано в каком-то классе, который поставляется вместе со стандартным API от Oracle (раньше Sun Microsystems) или же это нужно заглядывать в реализацию конкретной JVM и читать JVMS? Подскажите, пожалуйста, надоело, что в которой раз сталкиваюсь с этим понятием и никак не могу понять о чём идёт речь. Всем огромное спасибо за помощь! :)
Ответ
У каждого класса свой пул констант. Чтобы понять для чего он нужен, разберём простой пример
class Example {
public void hello() {
System.out.println("Hello");
}
}
Скомпилируем
$ javac Example.java
И заглянем внутрь
$ javap -c -v Example.class
public class Example
minor version: 0
major version: 52
flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
Constant pool:
#1 = Methodref #6.#14 // java/lang/Object."
public void hello();
descriptor: ()V
flags: ACC_PUBLIC
Code:
stack=2, locals=1, args_size=1
0: getstatic #2 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
3: ldc #3 // String Hello
5: invokevirtual #4 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
8: return
LineNumberTable:
line 3: 0
line 4: 8
}
Первое, что представляет интерес - это байткоды метода hello
0: getstatic #2
3: ldc #3
5: invokevirtual #4
Цифры до двоеточия обозначают байт, с которого начинается байткод и его параметры. По шагу видно, что каждая операция - это два байта, один байт на код операции и один байт на параметр. Байткоды могут принимать только параметры фиксированного размера - integer, long, short, byte, character, float, double, reference. Чтобы передать в метод println строку "Hello", надо загрузить в стек ссылку на строку "Hello", а саму строку где-то сохранить. Вот это где-то как раз и есть пул констант. А символы #3 после байткода ldc - ссылка на 3-й элемент в пуле констант.
Constant pool:
#1 = Methodref #6.#14 // java/lang/Object."
Как можно увидеть из этого кусочка пула, его элементы сами часто ссылаются в пул. В частности наша строка под номером 3 ссылается на массив символов под номером 17.
Если говорить о расположении пула констант в памяти JVM, то это один из участков MetaSpace.
