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java基礎(chǔ)知識:KVM的常量池

2019-11-18 15:33:27
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供稿:網(wǎng)友

在class文件中,“常量池”是最復(fù)雜也最值得關(guān)注的內(nèi)容。

java是一種動態(tài)連接的語言,常量池的作用非常重要,常量池中除了包含代碼中所定義的各種基本類型(如int、long等等)和對象型(如String及數(shù)組)的常量值還,還包含一些以文本形式出現(xiàn)的符號引用,比如:

類和接口的全限定名;

字段的名稱和描述符;

方法和名稱和描述符。

在C語言中,假如一個(gè)程序要調(diào)用其它庫中的函數(shù),在連接時(shí),該函數(shù)在庫中的位置(即相對于庫文件開頭的偏移量)會被寫在程序中,在運(yùn)行時(shí),直接去這個(gè)地址調(diào)用函數(shù);

而在Java語言中不是這樣,一切都是動態(tài)的。編譯時(shí),假如發(fā)現(xiàn)對其它類方法的調(diào)用或者對其它類字段的引用的話,記錄進(jìn)class文件中的,只能是一個(gè)文本形式的符號引用,在連接過程中,虛擬機(jī)根據(jù)這個(gè)文本信息去查找對應(yīng)的方法或字段。

所以,與Java語言中的所謂“常量”不同,class文件中的“常量”內(nèi)容很非富,這些常量集中在class中的一個(gè)區(qū)域存放,一個(gè)緊接著一個(gè),這里就稱為“常量池”。

常量池由多條“常量池項(xiàng)”組成,每一個(gè)常量池項(xiàng)又由兩部分組成,這里分別稱為“常量池項(xiàng)頭”和“常量池項(xiàng)體”。

常量池項(xiàng)頭表明常量池項(xiàng)的類型,常量池項(xiàng)共分為11種類型,分別為:

常量池項(xiàng)類型

說明

CONSTANT_Utf8

1

UTF-8編碼的Unicode字符串

CONSTANT_Integer

3

int型常量

CONSTANT_Float

4

Float型常量

CONSTANT_Long

5

Long型常量

CONSTANT_Double

6

double型常量

CONSTANT_Class

7

對一個(gè)class的符號引用

CONSTANT_String

8

String型常量

CONSTANT_Fieldref

9

對一個(gè)字段的符號引用

CONSTANT_Methodref

10

對一個(gè)類方法的符號引用

CONSTANT_InterfaceMedthodref

11

對一個(gè)接口方法的符號引用

CONSTANT_NameAndType

12

對名稱和類型的符號引用

常量池項(xiàng)體中存放的就是對應(yīng)的常量數(shù)據(jù),比如各種數(shù)值型的常量或者字符串等等。

以下介紹kvm中的常量池是如何組織起來的。

 

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):

在KVM的頭文件kvm/vmcommon/h/pool.h中,有以下對常量池項(xiàng)類型的定義:

Word-BREAK: break-all; PADDING-TOP: 4px; BORDER-BOTTOM: windowtext 0.5pt solid">
#define CONSTANT_Utf8                       1
#define CONSTANT_Integer                    3
#define CONSTANT_Float                      4
#define CONSTANT_Long                       5
#define CONSTANT_Double                     6
#define CONSTANT_Class                      7
#define CONSTANT_String                     8
#define CONSTANT_Fieldref                   9
#define CONSTANT_Methodref                  10
#define CONSTANT_InterfaceMethodref    11
#define CONSTANT_NameAndType            12
 以及常量池項(xiàng)體結(jié)構(gòu)的定義:
union constantPoolEntryStrUCt {
    struct { 
        unsigned short classIndex;
        unsigned short nameTypeIndex;
    }               method;  /* Also used by Fields */
    CLASS           clazz;
    INTERNED_STRING_INSTANCE String;
    cell           *cache;   /* Either clazz or String */
    cell            integer;
    long            length;
    NameTypeKey     nameTypeKey;
    NameKey         nameKey;
    UString         ustring;
};

class文件中,常量池項(xiàng)有很多種類,每一個(gè)常量池項(xiàng)的大小都不同,而對于常量池的使用又是如此之多,最好能夠使用數(shù)組來索引,這樣可以提高效率,所以KVM里使用union來代表一個(gè)常池項(xiàng),union的每一項(xiàng)是常量池項(xiàng)的一種可能的數(shù)據(jù)類型,這樣每一項(xiàng)都有了相同的大小,可以構(gòu)造數(shù)組。

顯然,這個(gè)數(shù)組就將是常量池的核心內(nèi)容,那么這個(gè)數(shù)組放在哪里呢?就在下面這個(gè)結(jié)構(gòu)中:



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