jvm虛擬內(nèi)存分布：
程序計數(shù)器是jvm執(zhí)行程序的流水線，存放一些跳轉(zhuǎn)指令。
本地方法棧是jvm調(diào)用操作系統(tǒng)方法所使用的棧。
虛擬機(jī)棧是jvm執(zhí)行JAVA代碼所使用的棧。
方法區(qū)存放了一些常量、靜態(tài)變量、類信息等，可以理解成class文件在內(nèi)存中的存放位置。
虛擬機(jī)堆是jvm執(zhí)行java代碼所使用的堆。
Java中的常量池，實際上分為兩種形態(tài)：靜態(tài)常量池和運行時常量池。
所謂靜態(tài)常量池，即*.class文件中的常量池，class文件中的常量池不僅僅包含字符串(數(shù)字)字面量，還包含類、方法的信息，占用class文件絕大部分空間。這種常量池主要用于存放兩大類常量：字面量(Literal)和符號引用量(Symbolic References)，字面量相當(dāng)于Java語言層面常量的概念，如文本字符串，聲明為final的常量值等，符號引用則屬于編譯原理方面的概念，包括了如下三種類型的常量：
- 類和接口的全限定名
- 字段名稱和描述符
- 方法名稱和描述符
而運行時常量池，則是jvm虛擬機(jī)在完成類裝載操作后，將class文件中的常量池載入到內(nèi)存中，并保存在方法區(qū)中，我們常說的常量池，就是指方法區(qū)中的運行時常量池。
運行時常量池相對于CLass文件常量池的另外一個重要特征是具備動態(tài)性，Java語言并不要求常量一定只有編譯期才能產(chǎn)生，也就是并非預(yù)置入CLass文件中常量池的內(nèi)容才能進(jìn)入方法區(qū)運行時常量池，運行期間也可能將新的常量放入池中，這種特性被開發(fā)人員利用比較多的就是String類的intern()方法。
String的intern()方法會查找在常量池中是否存在一份equal相等的字符串,如果有則返回該字符串的引用,如果沒有則添加自己的字符串進(jìn)入常量池。
常量池的好處
常量池是為了避免頻繁的創(chuàng)建和銷毀對象而影響系統(tǒng)性能，其實現(xiàn)了對象的共享。
例如字符串常量池，在編譯階段就把所有的字符串文字放到一個常量池中。
（1）節(jié)省內(nèi)存空間：常量池中所有相同的字符串常量被合并，只占用一個空間。
（2）節(jié)省運行時間：比較字符串時，==比equals()快。對于兩個引用變量，只用==判斷引用是否相等，也就可以判斷實際值是否相等。
接下來我們引用一些網(wǎng)絡(luò)上流行的常量池例子，然后借以講解。
1 String s1 = "Hello"; 2 String s2 = "Hello"; 3 String s3 = "Hel" + "lo"; 4 String s4 = "Hel" + new String("lo"); 5 String s5 = new String("Hello"); 6 String s6 = s5.intern(); 7 String s7 = "H"; 8 String s8 = "ello"; 9 String s9 = s7 + s8; 10 11 System.out.println(s1 == s2); // true 12 System.out.println(s1 == s3); // true 13 System.out.println(s1 == s4); // false 14 System.out.println(s1 == s9); // false 15 System.out.println(s4 == s5); // false 16 System.out.println(s1 == s6); // true
首先說明一點，在java 中，直接使用==操作符，比較的是兩個字符串的引用地址，并不是比較內(nèi)容，比較內(nèi)容請用String.equals()。
s1 == s2這個非常好理解，s1、s2在賦值時，均使用的字符串字面量，說白話點，就是直接把字符串寫死，在編譯期間，這種字面量會直接放入class文件的常量池中，從而實現(xiàn)復(fù)用，載入運行時常量池后，s1、s2指向的是同一個內(nèi)存地址，所以相等。
s1 == s3這個地方有個坑，s3雖然是動態(tài)拼接出來的字符串，但是所有參與拼接的部分都是已知的字面量，在編譯期間，這種拼接會被優(yōu)化，編譯器直接幫你拼好，因此String s3 = "Hel" + "lo";在class文件中被優(yōu)化成String s3 = "Hello"，所以s1 == s3成立。只有使用引號包含文本的方式創(chuàng)建的String對象之間使用“+”連接產(chǎn)生的新對象才會被加入字符串池中。
s1 == s4當(dāng)然不相等，s4雖然也是拼接出來的，但new String("lo")這部分不是已知字面量，是一個不可預(yù)料的部分，編譯器不會優(yōu)化，必須等到運行時才可以確定結(jié)果，結(jié)合字符串不變定理，鬼知道s4被分配到哪去了，所以地址肯定不同。對于所有包含new方式新建對象（包括null）的“+”連接表達(dá)式，它所產(chǎn)生的新對象都不會被加入字符串池中。
配上一張簡圖理清思路：
s1 == s9也不相等，道理差不多，雖然s7、s8在賦值的時候使用的字符串字面量，但是拼接成s9的時候，s7、s8作為兩個變量，都是不可預(yù)料的，編譯器畢竟是編譯器，不可能當(dāng)解釋器用，不能在編譯期被確定，所以不做優(yōu)化，只能等到運行時，在堆中創(chuàng)建s7、s8拼接成的新字符串，在堆中地址不確定，不可能與方法區(qū)常量池中的s1地址相同。
s4 == s5已經(jīng)不用解釋了，絕對不相等，二者都在堆中，但地址不同。
s1 == s6這兩個相等完全歸功于intern方法，s5在堆中，內(nèi)容為Hello ，intern方法會嘗試將Hello字符串添加到常量池中，并返回其在常量池中的地址，因為常量池中已經(jīng)有了Hello字符串，所以intern方法直接返回地址；而s1在編譯期就已經(jīng)指向常量池了，因此s1和s6指向同一地址，相等。
- 特例1
public static final String A = "ab"; // 常量A public static final String B = "cd"; // 常量B public static void mAIn(String[] args) { String s = A + B; // 將兩個常量用+連接對s進(jìn)行初始化 String t = "abcd"; if (s == t) { System.out.println("s等于t，它們是同一個對象"); } else { System.out.println("s不等于t，它們不是同一個對象"); } } s等于t，它們是同一個對象
A和B都是常量，值是固定的，因此s的值也是固定的，它在類被編譯時就已經(jīng)確定了。也就是說：String s=A+B; 等同于：String s="ab"+"cd";
- 特例2
public static final String A; // 常量A public static final String B; // 常量B static { A = "ab"; B = "cd"; } public static void main(String[] args) { // 將兩個常量用+連接對s進(jìn)行初始化 String s = A + B; String t = "abcd"; if (s == t) { System.out.println("s等于t，它們是同一個對象"); } else { System.out.println("s不等于t，它們不是同一個對象"); } } s不等于t，它們不是同一個對象
A和B雖然被定義為常量，但是它們都沒有馬上被賦值。在運算出s的值之前，他們何時被賦值，以及被賦予什么樣的值，都是個變數(shù)。因此A和B在被賦值之前，性質(zhì)類似于一個變量。那么s就不能在編譯期被確定，而只能在運行時被創(chuàng)建了。
至此，我們可以得出三個非常重要的結(jié)論：
必須要關(guān)注編譯期的行為，才能更好的理解常量池。
運行時常量池中的常量，基本來源于各個class文件中的常量池。
程序運行時，除非手動向常量池中添加常量(比如調(diào)用intern方法)，否則jvm不會自動添加常量到常量池。
以上所講僅涉及字符串常量池，實際上還有整型常量池、浮點型常量池(java中基本類型的包裝類的大部分都實現(xiàn)了常量池技術(shù)，即Byte,Short,Integer,Long,Character,Boolean；兩種浮點數(shù)類型的包裝類Float,Double并沒有實現(xiàn)常量池技術(shù)) 等等，但都大同小異，只不過數(shù)值類型的常量池不可以手動添加常量，程序啟動時常量池中的常量就已經(jīng)確定了，比如整型常量池中的常量范圍：-128~127，（Byte,Short,Integer,Long,Character,Boolean）這5種包裝類默認(rèn)創(chuàng)建了數(shù)值[-128，127]的相應(yīng)類型的緩存數(shù)據(jù)，但是超出此范圍仍然會去創(chuàng)建新的對象。
例如在自動裝箱時，把int變成Integer的時候，是有規(guī)則的，當(dāng)你的int的值在-128-IntegerCache.high(127) 時，返回的不是一個新new出來的Integer對象，而是一個已經(jīng)緩存在堆 中的Integer對象，（我們可以這樣理解，系統(tǒng)已經(jīng)把-128到127之 間的Integer緩存到一個Integer數(shù)組中去了，如果你要把一個int變成一個Integer對象，首先去緩存中找，找到的話直接返回引用給你就 行了，不必再新new一個），如果不在-128-IntegerCache.high(127) 時會返回一個新new出來的Integer對象。
實踐
說了這么多理論，接下來讓我們觸摸一下真正的常量池。
前文提到過，class文件中存在一個靜態(tài)常量池，這個常量池是由編譯器生成的，用來存儲java源文件中的字面量(本文僅僅關(guān)注字面量)，假設(shè)我們有如下java代碼：
1 String s = "hi";
為了方便起見，就這么簡單，沒錯！將代碼編譯成class文件后，用winhex打開二進(jìn)制格式的class文件。如圖：
簡單講解一下class文件的結(jié)構(gòu)，開頭的4個字節(jié)是class文件魔數(shù)，用來標(biāo)識這是一個class文件，說白話點就是文件頭，既：CA FE BA BE。
緊接著4個字節(jié)是java的版本號，這里的版本號是34，因為筆者是用jdk8編譯的，版本號的高低和jdk版本的高低相對應(yīng)，高版本可以兼容低版本，但低版本無法執(zhí)行高版本。所以，如果哪天讀者想知道別人的class文件是用什么jdk版本編譯的，就可以看這4個字節(jié)。
接下來就是常量池入口，入口處用2個字節(jié)標(biāo)識常量池常量數(shù)量，本例中數(shù)值為00 1A，翻譯成十進(jìn)制是26，也就是有25個常量，其中第0個常量是特殊值，所以只有25個常量。
常量池中存放了各種類型的常量，他們都有自己的類型，并且都有自己的存儲規(guī)范，本文只關(guān)注字符串常量，字符串常量以01開頭(1個字節(jié))，接著用2個字節(jié)記錄字符串長度，然后就是字符串實際內(nèi)容。本例中為：01 00 02 68 69。
接下來再說說運行時常量池，由于運行時常量池在方法區(qū)中，我們可以通過jvm參數(shù)：-XX:PermSize、-XX:MaxPermSize來設(shè)置方法區(qū)大小，從而間接限制常量池大小。
假設(shè)jvm啟動參數(shù)為：-XX:PermSize＝2M -XX:MaxPermSize＝2M，然后運行如下代碼：
1 //保持引用，防止自動垃圾回收
2 List<String> list = new ArrayList<String>();
3
4 int i = 0;
5
6 while(true){
7 //通過intern方法向常量池中手動添加常量
8 list.add(String.valueOf(i++).intern());
9 }
程序立刻會拋出：Exception in thread "main"
java.lang.outOfMemoryError: PermGen space異常。PermGen space正是方法區(qū)，足以說明常量池在方法區(qū)中。
在jdk8中，移除了方法區(qū)，轉(zhuǎn)而用Metaspace區(qū)域替代，所以我們需要使用新的jvm參數(shù)：-XX:MaxMetaspaceSize=2M，依然運行如上代碼，拋出：
java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace異常。同理說明運行時常量池是劃分在Metaspace區(qū)域中。具體關(guān)于Metaspace區(qū)域的知識，請自行搜索。
參考文獻(xiàn)：《深入理解java虛擬機(jī)———jvm高級特性與最佳實踐》
