• JVM-String比较-字节码分析


    一道String字符串比较问题引发的字节码分析

    public class a {
        public static void main(String[] args)throws Exception{
            
        }
        public static void aa(){
            String s1="a";//内存在方法区的常量池
            String s2="b";//内存在方法区的常量池
            String s12 = "ab";//内存在方法区的常量池
            String s3 = s1 + s2;//s3的内存所在???
            p(s3==s12);//false
        }
        public static void bb(){
            String s1="a"+"b";//s1的内存所在???
            String s2 = "ab";//内存在方法区的常量池
            p(s1==s2);//true
        }
    public static void p(Object obj){ System.out.println(obj); } }

    这是我们经常碰到的烦人的String比较问题,要得到答案,就要弄清楚aa()方法中的s3的内存在哪里?,和bb()方法中的s1的内存在哪里?

    不多说,贴上a.class文件反编译的字节码指令:

    首先是 aa()方法:

    public static void aa();
        flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
        Code:
          stack=2, locals=4, args_size=0                                                  共4个本地变量空间
             0: ldc           #3                  // String a                            将字符串"a"从常量池中推送至栈顶
             2: astore_0                                                                  将栈顶引用类型(即字符串"a")存入第一个本地变量
             3: ldc           #4                  // String b                              将字符串"b"从常量池推送至栈顶
             5: astore_1                                                                  将栈顶引用类型(即字符串"b")存入第二个本地变量
             6: ldc           #5                  // String ab                             将字符串"ab"从常量池推送至栈顶
             8: astore_2                                                                  将栈顶引用类型(即字符串"ab")存入第三个本地变量
             9: new           #6                  // class java/lang/StringBuilder         创建StringBuilder对象sb,并将引用值压入栈顶
            12: dup                                                                       复制栈顶数值,并将复制值压入栈顶
            13: invokespecial #7                  // Method java/lang/StringBuilder.       调用对象的初始化方法
    "<init>":()V
            16: aload_0                                                                   将第一个本地变量(即字符串"a")推送至栈顶
            17: invokevirtual #8                  // Method java/lang/StringBuilder.       调用实例方法sb.append("a");
    append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
            20: aload_1                                                                   将第二个本地变量(即字符串"b")推送至栈顶
            21: invokevirtual #8                  // Method java/lang/StringBuilder.       调用实例方法sb.append("b");
    append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
            24: invokevirtual #9                  // Method java/lang/StringBuilder.       调用实例方法sb.toString(),并将结果【Java堆地址】放在栈顶
    toString:()Ljava/lang/String;
            27: astore_3                                                                   将栈顶引用类型(即堆地址)存入第四个本地变量                                                          
            28: aload_3                                                                    将第四个本地变量(即堆地址)推送至栈顶
            29: aload_2                                                                    将第三个本地变量(即字符串"ab")推送至栈顶
            30: if_acmpne     37                                                           比较栈顶两引用数值,结果不同跳转(当然不同啦)
            33: iconst_1
            34: goto          38
            37: iconst_0                                                                   将int类型 0 压入栈顶
            38: invokestatic  #10                 // Method java/lang/Boolean.valueO       调用静态方法Boolean.valueOf();实现基本数据类型->包装类型自动转换
    f:(Z)Ljava/lang/Boolean;
            41: invokestatic  #11                 // Method p:(Ljava/lang/Object;)V        调用静态方法p(false);//输出false
            44: return                                                                     从当前方法返回void

     针对其中的一些解释:(下面的数字是字节码偏移量)

    24       为何在sb.toString()我说的是【堆地址】,大家看源码就知道了。

    //这是StringBuilder的源码,返回的是堆上的字符串地址
    public String toString() {
        return new String(value, 0, count);
    }

    所以在aa()方法中,s3的内存其实在Java堆上,s12在方法区的常量池上,所以两者不相等。

    37      boolean到底分配几个字节,在这里大家可以看到。

    如果为true,编译器翻译的字节码是iconst_1,意思将int类型1存入栈顶,所以单个引用boolean值时,分配4个字节,和int相同。(数组boolean没测试,不清楚)

    如果为false,编译器翻译的字节码是iconst_0,意思将int类型0存入栈顶。

    38      在这里我们还能看到自动类型转换的身影,这里是基本数据类型boolean->包装类Boolean的自动类型转换,实际调用的就是Boolean.valueOf()静态方法,这是因为下面的p()方法里面需要的是Object引用类型,所以进行了自动类型转换。

    然后是 bb()方法:

    public static void bb();
        flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
        Code:
          stack=2, locals=2, args_size=0                                                   两个本地变量空间
             0: ldc           #5                  // String ab                             将字符串"ab"从常量池中推送至栈顶
             2: astore_0                                                                   将栈顶引用类型(字符串"ab")存入第一个本地变量
             3: ldc           #5                  // String ab                             将字符串"ab"从常量池中推送至栈顶
             5: astore_1                                                                   将栈顶引用类型(字符串"ab")存入第一个本地变量
             6: aload_0                                                                    将第一个本地变量("ab")推送至栈顶
             7: aload_1                                                                    将第二个本地变量("ab")推送至栈顶
             8: if_acmpne     15                                                           比较栈顶两引用类型数值,结果不同跳转(这里当然相同啦)
            11: iconst_1                                                                   将int类型 1 推送至栈顶
            12: goto          16                                                           无条件跳转到16字节码偏移量
            15: iconst_0
            16: invokestatic  #10                 // Method java/lang/Boolean.valueO       调用静态方法Boolean.valueOf();并将返回的Boolean类型的true压入栈顶
    f:(Z)Ljava/lang/Boolean;                                            
            19: invokestatic  #11                 // Method p:(Ljava/lang/Object;)V        调用静态方法p(true);输出true
            22: return                                                                     从当前方法返回void

     针对其中的一些解释:(下面的数字是字节码偏移量)

    0           大家看到了吧,编译器看到String a="aa"+"bb";会自动合并,将"aabb"存入常量池,并返回地址。所以答案为true。

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    我在这篇博文中JVM-绘图展现方法内部字节码执行具体画了上面的bb()方法的字节码执行流程,如果大家对执行过程感兴趣,欢迎大家访问。

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