1. 概念

首先我们来复习一下java内存模型，java运行时数据区大概分为五块，分别是

• 方法区
• 虚拟机栈
• 本地方法栈
• 堆
• 程序计数器

而运行时常量池是方法区的一部分，文字解释：

运行时常量池（Runtime Constant Pool）是方法区的一部分。Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外，还有一项信息是常量池表（ConstantPool Table）， 用于存放编译器生成的各种字面量与符号引用，这部分内容将在类加载后存放到方法区的运行时常量池中。

从这段描述中我们可以得出结论，运行时常量池里面存放的是从Class文件中的常量池表中加载到的数据，为了搞清楚运行时常量池里有什么，我们需要搞清楚对应常量池表里面有什么

2. 常量池表

2.1 Class文件的数据类型

先说一下Class的文件格式：Class文件的文件格式采用一种类似于C语言结构体的伪结构来存储数据，这种伪结构中只有两种数据类型，“无符号数”和“表”。

• 无符号数属于基本的数据类型，以u1/u2/u4/u8来分别代表1个字节、2个字节、4个字节、8个字节的的无符号数，无符号数可以用来描述数字、索引引用、数量值或者按utf-8编码构成字符串值。
• 表是由多个无符号数或者其他表作为数据项构成的符合数据类型，为了便于区分，所有表的命名都习惯性地以“_info”结尾。表用于描述有层次关系的复合结构的数据，整个Class文件本质上也可以视作是一张表。

2.2 常量池

常量池可以比喻为Class文件里的资源仓库，它是Class文件结构中与其他项目关联最多的数据。

常量池中主要存放两大数据：字面量和符号引用。字面量比较接近Java语言层面的常量概念，如文本字符串、被声明为final的常量值等。

2.2.1 符号引用

由于Java代码在进行Javac编译的时候，并不像C/C++那样有“连接”这一步骤，而是在虚拟机加载Clsss文件的时候进行动态连接，因此，在我们将Java代码编译成Class文件后，Class文件并不会保存方法、字段等在内存中的布局。为了解决这个问题，Class文件会在常量池内保存方法、字段等的符号引用。所谓符号引用，我们可以简单的理解为真正内存布局的占位符，在类加载过程的解析阶段，符号引用会被替换为真正的直接引用。

2.2.2 常量池的结构

常量池中每一项常量都是一个表，这些表都有一个共同的特点，即表结构的起始第一位为一个u1类型的标志位，代表着当前常量属于哪一种常量类型

常量池中的项目类型

具体表信息和表结构如下：

2.2.2.1 CONSTANT_Utf8_info

2.2.2.2 CONSTANT_Integer_info

2.2.2.3 CONSTANT_Float_info

2.2.2.4 CONSTANT_Long_info

2.2.2.5 CONSTANT_Double_info

2.2.2.6 CONSTANT_Class_info

2.2.2.7 CONSTANT_String_info

2.2.2.8 CONSTANT_Fieldref_info

2.2.2.9 CONSTANT_Methodref_info

2.2.2.10 CONSTANT_InterfaceMethodref_info

2.2.2.11 CONSTANT_NameAndType_info

2.2.2.12 CONSTANT_MethodHandle_info

2.2.2.13 CONSTANT_MethodType_info

2.2.2.14 CONSTANT_Dynamic_info

2.2.2.15 CONSTANT_InvkoeDynamic_info

2.2.2.16 CONSTANT_Module_info

2.2.2.17 CONSTANT_Package_info

3. 查看常量池表

如果我们使用文本编辑器打开某个Class文件，那么你见到的场景大概是这样的：

image.png

除了魔数CAFE BABE 其他的信息阅读起来可能会有很大的困难。好在Oracle为我们提供了一个专门用于分析Class文件字节码的工具：javap。javap的使用方式：

javap -verbose xxxx.class

简单写一个java类Test, 代码如下：

public class Test {
    String test = "dafa";
    String test1 = "soft";
    String test3 = "dafasoft";

    public Test() {
    }

    void Test() {
        this.testFun();
    }

    public void testFun() {
    }

    public void testFun1() {
    }

    public void testFun2() {
    }

    public static void main(String[] args) {
    }
}

我们编译后使用javap命令，观察一下它的常量池表是什么样的。它的常量池表截图如下：

image.png

javap工具为我们自动加了注释，但实际上如果我们把上面的表结构看完，不加注释也是看明白的
举两个例子：

3.1. 示例一：String test3 = "dafasoft";

这是我们在java类中定义的字符串字面常量，如何在常量池表中寻找呢？首先，它是一个Field，我们首先寻找Fieldref，上图的表中共有三个Fieldref，我们逐一查找即可。

根据 第2.2.2.8章节的表结构我们知道，Filedref后面的两个值是两个index， 分别指向声明字段的类或者接口描述符CONSTANT_Class_info的索引项 和 指向字段描述符CONSTANT_NameAndType的索引项，比如 #7处的Fieldref对应的值为#9.#40， #9 对应的值为#42， #42对应的值字符串“com/dafasoft/test/Test”； #40对应的值为#14:#12， #14对应的值为字符串test3， #12对应的值为字符串“Ljava/lang/String;”, 这些信息频道一起，我们就可以得出#7处的Fieldref是指向com/dafasoft/test/Test.test3:Ljava/lang/String;处的一个字符引用。

到现在为止，我们已经知道这个类里有一个引用指向com/dafasoft/test/Test.class 的变量test3 ，其类型为String类型，那么它是怎么和它的值"dafasoft"产生关联的呢？这和对象的初始化有关，具体的字节码在<init>方法中：

image.png

注意看Code的第17 和19行。查询字节码指令可知，ldc指令的含义是'将int、float、或String型常量值从常量池中推送至栈顶' putfied指令的含义是'为指定类的实例field赋值'，查询常量池表可知，#6对应的值为字符串"dafasoft"。在执行过这两条指令后，我们才完成了对String变量test3的赋值。

3.2 示例二：this.testFun();

这条语句在构造方法Test() 中，要调用方法，需要知道这个方法在方法区的引用。方法的引用在常量池表里的形式为CONSTANT_Methodref_info, 查看本例的常量池表，它的索引为#8，具体的分析形式我们就不展开了，跟示例一的解析方式是一样的，解析完成后我们得知，它是一个指向com/dafasoft/test/Test.testFun:()V的一个符号引用，翻译成java语言就是：com.dafasoft.test包里Test类的void testFun()方法。
调用方式在Test 方法的字节码中：

image.png

由此我们也可以得出一个结论：当Java类中产生方法调用时才会在常量池中添加该方法的引用。那么本类中定义的方法去哪了？比如，Test类有三个方法，只有testFun出现了调用，testFun1和testFun2的引用就没有出现在常量池表中。那么这三个方法的实现在哪里呢？答案是 字节码的方法表中，当然这是另外的话题了。

常量池表中有17种类型，这17种类型的引用都可以用这种方式推导出来，我们就不一一介绍了。