10

Пишу небольшую jvm (не очень строго соблюдая спецификацию) и компилятор под это дело. Столкнулся с таким вот вопросом. По спецификации в пуле констант class файла, имеет место быть константа типа Utf8, служащая как я понял для представления строк. Мне не совсем понятно, для чего она нужна, так как у меня имеется следующая цепочка рассуждений.

В jvm нет строк, их можно представить только как int[]. Для того что бы конечный пользователь не возился с массивами, был сделан класс String, который на вход принимает как раз этот int[] (на уровне java это char[]). А выражение вида:

String str = "abc";

Разворачивается компилятором таким образом:

char[3] t;
t[0] = 'a';
t[1] = 'b';
t[2] = 'c';
String str = new String(t);

Те строка так же оказывается пуле констант, но уже как константы типа int (так как char c utf символом разворачивается в short, а все short на уровне вм это int, а любой int > 127 попадает в пул констант (до 127 заносится в стек напрямую через инструкцию bipush)).

Вопрос - зачем нужны константы utf8 (вероятно я неправильно понимаю механику работы строк?)?

P. S. При этом если использовать занесение строк в пул констант как я написал, то получается просто сумасшедшая экономя места, так как для строки например из 1000 кириллических символов, придется выделить 2кб памяти в пуле констант, а для хранения их как int, всего 2 * 4 * кол-во одинаковых символов в строке. Т. е. если например используются только буквы русского алфавита, вся строка займет в пуле всего 66 байт.

1
  • Разворачивается компилятором таким образом — точно? Строки, содержимое которых известно на этапе компиляции, как раз и попадают в пул, чтобы не копировать их посимвольно, а просто сослаться, благо объекты типа String неизменяемые (immutable). 28 сен 2017 в 23:18

2 ответа 2

4

Ну я как обычно задал вопрос а потом сам разобрался. Строковые константы utf8 необходимы для хранения различной мета-информации, необходимой jvm для функционирования. В пример можно привести работу инструкции new, которая в качестве аргумента, получает адрес в пуле констант, на котором хранится строковая константа с сигнатурой класса. Например для :

new String();

компилятор сгенерирует инструкцию new, аргумент которой будет ссылаться на ячейку пула констант типа utf8 с содержимым - java/lang/String.

1

В скомпилированном class-файле нет понятия строковой константы. Возможно, вы имели в виду пул констант.

Согласно спецификации Java 7:

4.4. Пул констант

Инструкции в виртуальной машине Java не полагаются на строение классов, интерфейсов, экземпляров классов и массивов. Вместо этого они указывают на записи в таблице constant_pool.


4.4. The Constant Pool

Java Virtual Machine instructions do not rely on the run-time layout of classes, interfaces, class instances, or arrays. Instead, instructions refer to symbolic information in the constant_pool table.

То есть он хранит не только строки и метаинформацию, а вообще всё, что должно быть размещено в пямяти (а не прямо по месту вызова).

5
  • Он имел ввиду, почему константы в пуле для строк имеют специальный тип utf8, а не представлены просто массивом символов. 29 сен 2017 в 5:09
  • @SergeyGornostaev, в спецификации видно, что CONSTANT_Utf8_info содержит в себе массив, а CONSTANT_String_info всего лишь указывает на этот *_Utf8_*. То есть *_String_* (подобно *_Integer_*, *_Float_* и прочим) олицетворяет переменную, а *_Utf8_* — строковый литерал, на который вполне могут ссылаться и несколько переменных (если у JVM не выключена соответствующая оптимизация). 29 сен 2017 в 6:03
  • Ага, автор про это уже написал ответ ещё 12 сентября. 29 сен 2017 в 6:04
  • @SergeyGornostaev, компилятор сгенерирует инструкцию new, аргумент которой будет ссылаться на ячейку пула констант типа utf8 с содержимым - java/lang/String. — в ответе он писал про метаинформацию (в данном случае — про хранение имён классов в качестве строковых констант). Однако вопрос был про то, зачем вообще нужен CONSTANT_Utf8 — а он нужен для хранения вообще любых строк. А чтобы не возникло следующего вопроса о том, зачем нужен другой, похожий тип CONSTANT_String, написал и про него. 29 сен 2017 в 6:14
  • @SergeyGornostaev, могу предположить, что вопрошающий искал ответ не в спецификации (которая легко ищется по запросу «java Utf8»), а в дизассемблировании метода, создающего пустой String. 29 сен 2017 в 6:17

Ваш ответ

Нажимая на кнопку «Отправить ответ», вы соглашаетесь с нашими пользовательским соглашением, политикой конфиденциальности и политикой о куки

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками или задайте свой вопрос.