Class常量池

谈到常量池，在Java体系中，共用三种常量池。分别是字符串常量池 、Class常量池 和运行时常量池 。本文先来介绍一下到底什么是Class常量池。

我们知道，计算机只认识0和1，所以程序员写的代码都需要经过编译成0和1构成的二进制格式才能够让计算机运行。为了让Java语言具有良好的跨平台能力，Java独具匠心的提供了一种可以在所有平台上都能使用的一种中间代码——字节码（ByteCode）。有了字节码，无论是哪种平台（如Windows、Linux等），只要安装了虚拟机，都可以直接运行字节码。同样，有了字节码，也解除了Java虚拟机和Java语言之间的耦合。这话可能很多人不理解，Java虚拟机不就是运行Java语言的么？这种解耦指的是什么？

其实，目前Java虚拟机已经可以支持很多除Java语言以外的语言了，如Groovy、JRuby、Jython、Scala等。之所以可以支持，就是因为这些语言也可以被编译成字节码。而虚拟机并不关心字节码是有哪种语言编译而来的。Java语言中负责编译出字节码的编译器是一个命令是javac。

如，我们有以下简单的HelloWorld.java代码：

public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        String s = "Hollis";
    }
}

通过javac命令生成class文件：javac HelloWorld.java。生成的 HelloWorld.class文件:



可以看到，上面的文件就是Class文件，Class文件中包含了Java虚拟机指令集和符号表以及若干其他辅助信息。要想能够读懂上面的字节码，需要了解Class类文件的结构，由于这不是本文的重点，这里就不展开说明了。

我们需要知道的是，在Class文件的4个字节的魔数后面的分别是4个字节的Class文件的版本号（第5、6个字节是次版本号，第7、8个字节是主版本号，我生成的Class文件的版本号是52，这时Java 8对应的版本。也就是说，这个版本的字节码，在JDK 1.8以下的版本中无法运行）在版本号后面的，就是Class常量池入口了。

Class常量池可以理解为是Class文件中的资源仓库。 Class文件中除了包含类的版本、字段、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)。由于不同的Class文件中包含的常量的个数是不固定的，所以在Class文件的常量池入口处会设置两个字节的常量池容量计数器，记录了常量池中常量的个数。



当然，还有一种比较简单的查看Class文件中常量池的方法，那就是通过javap命令。对于以上的HelloWorld.class，可以通过 javap -v HelloWorld.class 查看常量池内容如下:

介绍完了什么是Class常量池以及如何查看常量池，那么接下来我们就要深入分析一下，Class常量池中都有哪些内容。常量池中主要存放两大类常量：字面量（literal）和符号引用（symbolic references）。

前面说过，Class常量池中主要保存的是字面量和符号引用，那么到底什么字面量？

以上是关于计算机科学中关于字面量的解释，并不是很容易理解。说简单点，字面量就是指由字母、数字等构成的字符串或者数值。字面量只可以右值出现，所谓右值是指等号右边的值，如：int a=123这里的a为左值，123为右值。在这个例子中123就是字面量。

int a = 123;
String s = "hollis";

上面的代码事例中，123和hollis都是字面量。本文开头的HelloWorld代码中，Hollis就是一个字面量。

常量池中，除了字面量以外，还有符号引用，那么到底什么是符号引用呢。符号引用是编译原理中的概念，是相对于直接引用来说的。主要包括了以下三类常量： * 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，这也就可以印证前面的常量池中还包含一些com/hollis/HelloWorld、main、([Ljava/lang/String;)V等常量的原因了。

前面介绍了这么多，关于Class常量池是什么，怎么查看Class常量池以及Class常量池中保存了哪些东西。有一个关键的问题没有讲，那就是Class常量池到底有什么用。

首先，可以明确的是，Class常量池是Class文件中的资源仓库，其中保存了各种常量。而这些常量都是开发者定义出来，需要在程序的运行期使用的。在《深入理解Java虚拟》中有这样的表述：

前面这段话，看起来很绕，不是很容易理解。其实他的意思就是： Class是用来保存常量的一个媒介场所，并且是一个中间场所。在JVM真的运行时，需要把常量池中的常量加载到内存中。至于到底哪个阶段会做这件事情，以及Class常量池中的常量会以何种方式被加载到具体什么地方，会在本系列文章的后续内容中继续阐述。

另外，关于常量池中常量的存储形式，以及数据类型的表示方法本文中并未涉及，并不是说这部分知识点不重要，只是Class字节码的分析本就枯燥，作者不想在一篇文章中给读者灌输太多的理论上的内容。感兴趣的读者可以自行Google学习，如果真的有必要，我也可以单独写一篇文章再深入介绍。