字面量和运行时常量池

字面量

在Java中，字面量是指直接使用在代码中的常量值。例如，"Vincent"和"hello"就是字符串字面量，123和3.14则是整型和浮点型字面量。字面量可以直接在代码中使用，不需要使用new关键字来创建对象。

在使用字面量创建字符串时，Java会首先在编译时将这些字符串放入一个特殊的存储区域，这个区域被称为编译时常量池。编译时常量池是每个类的常量池的一部分，用于存储类的静态常量和字面量。

例如，在以下代码中：

String str1 = "Vincent";
String str2 = "hello";

字面量"Vincent"和"hello"在编译时会被放入编译时常量池。在运行时，如果有多个字符串使用相同的字面量，它们会共享同一个在编译时常量池中的对象。

运行时常量池

运行时常量池是在运行时创建的，用于存储在类加载后动态生成的常量。它是在方法区中的一部分，用于存储类的常量、静态变量、字符串字面量等信息。

在运行时常量池中，除了存储字面量外，还可以动态生成其他常量。例如，通过调用intern()方法可以将一个字符串添加到运行时常量池中。

让我们通过代码实现来加深理解：

public class RuntimeConstantPoolDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String str1 = "Vincent"; // 在编译时常量池中创建 "Vincent" 字符串对象
        String str2 = "hello"; // 在编译时常量池中创建 "hello" 字符串对象

        String str3 = "Vincent"; // 字符串常量"Vincent"已存在于编译时常量池中，直接返回引用

        String str4 = new String("Vincent"); // 在堆中创建一个新的字符串对象

        String str5 = str4.intern(); // 将str4字符串对象添加到运行时常量池中，并返回引用

        // 判断是否为同一个引用
        System.out.println("str1 == str3: " + (str1 == str3)); // 输出 true，因为它们都是编译时常量池中的同一个对象
        System.out.println("str1 == str4: " + (str1 == str4)); // 输出 false，因为str4在堆中创建了新的对象
        System.out.println("str1 == str5: " + (str1 == str5)); // 输出 true，因为str5是从运行时常量池中返回的引用

        // 判断内容是否相同
        System.out.println("str1.equals(str4): " + str1.equals(str4)); // 输出 true，因为内容相同
    }
}

输出结果为：

str1 == str3: true
str1 == str4: false
str1 == str5: true
str1.equals(str4): true

从输出结果可以看出：

str1和str3是同一个引用，因为它们都指向编译时常量池中的同一个对象。
str1和str4不是同一个引用，因为new String("Vincent")在堆中创建了新的对象。
str1和str5是同一个引用，因为str5是从运行时常量池中返回的引用。

总结：

字面量是直接使用在代码中的常量值，例如字符串字面量："Vincent"和"hello"。
编译时常量池是在编译时存储字面量的特殊存储区域，用于存储类的静态常量和字面量，它属于类的一部分。
运行时常量池是在运行时动态生成的，用于存储类的常量、静态变量、字符串字面量等信息，它属于方法区的一部分。
运行时常量池中的字符串对象可以通过调用intern()方法将对象添加到其中，从而实现共享字符串对象的效果。

intern()

intern()是一个方法，定义在java.lang.String类中。它的作用是将字符串对象添加到运行时常量池中，并返回运行时常量池中该字符串的引用。如果运行时常量池中已经存在相同内容的字符串，则直接返回该字符串的引用。

intern()方法的工作原理

当调用intern()方法时，JVM首先检查该字符串是否已经在运行时常量池中。如果在运行时常量池中找到了相同内容的字符串，则直接返回该字符串在常量池中的引用。
如果运行时常量池中没有找到相同内容的字符串，JVM会将该字符串添加到运行时常量池中，并返回新添加的字符串在常量池中的引用。

代码实现

让我们通过代码来演示intern()方法的使用和效果：

public class InternMethodDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String str1 = "hello"; // 字符串"h"添加到运行时常量池
        String str2 = new String("hello"); // 在堆中创建新的字符串对象
        String str3 = str2.intern(); // 将str2所引用的字符串对象添加到运行时常量池，并返回常量池中的引用

        // 判断是否为同一个引用
        System.out.println("str1 == str2: " + (str1 == str2)); // 输出 false，str1指向常量池，str2指向堆
        System.out.println("str1 == str3: " + (str1 == str3)); // 输出 true，str3是从运行时常量池中返回的引用

        // 判断内容是否相同
        System.out.println("str1.equals(str2): " + str1.equals(str2)); // 输出 true，内容相同
        System.out.println("str1.equals(str3): " + str1.equals(str3)); // 输出 true，内容相同
    }
}