无处不在的常量池

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引言

在看redis源码的过程中，看到了redis为了高效使用内存，内部维护了个Integer常量池，使得redis对于频繁出现的Integer,能够减少内存的使用，也减少了内存申请和释放的开销，所以把各种场景的常量池做次归纳。

各种常量池

Java常量池

JVM字符串常量池

这个太多常见了，直接google即可

Integer常量池

对于Intger常量池，可以看下面这个例子，a和b变量都是引用类型，但进行“==”判断是否是同个引用的时候返回有时会返回true,这个是什么原因呢？因为JVM内部自己维护了个常量池，a和b都是指向了相同的“常量”实例，所以”==”会返回true, 而cd的值超出了默认常量值的范围，所以“==”返回false.

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public static void main(String[] args) throws Exception {

  Integer a = 1;
  Integer b = 1;
  System.out.println(a == b); //true

  Integer c = 128;
  Integer d = 128;
  System.out.println(c == d); //false，默认情况，假如修改了jvm参数设置常量池大小，那么该结果有可能为true
}

那在jdk里面是如何使用到这个常量池的？
源码,从Integer.valueOf()方法中可以看出这里是使用了cache,也就是Integer常量值，对于 Integer a = 1这种statement, jvm其实也就是调用了valueOf方法进行boxing. IntegerCache.high是可以通过设置jvm参数进行改变。

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public static Integer valueOf(int i) {
    if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
        return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
    return new Integer(i);
}

所以以下这种坏味道的代码，也不会造成明显的性能影响

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for (Integer i = 0; i < 10; i++){
  //通常会有很多言论说这种代码会创建额外的Integer对象，但其实不然，因为
  //jvm已经在背后做了优化
}

Redis 常量池

通常会遇到redis的一种使用场景，只是想通过设置某个key,然后通过判断某个key是否存在，value的值没任何意义，这个时候就会纠结value应该取什么值比较省内存,如果通过redis-rdb-tools进行内存计算，可以得出以下结果，空字符串的value内存占用比保存’1’占用了多8个字节的长度，这是因为对于’’需要保存一个空字符串，而对于’1’，则命中了redis整形常量池，无需而外分配内存保存’1’,整个数据存储的占用等另开一篇文章说明。

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set k '' #总共占用56字节
set k 1  #总共占用48字节

Redis在编码字符串是会尝试进行一些压缩编码，以下代码就是redis使用整形常量池的片段

常量池初始化

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for (j = 0; j < OBJ_SHARED_INTEGERS; j++) {
    shared.integers[j] =
        makeObjectShared(createObject(OBJ_STRING,(void*)(long)j));
    shared.integers[j]->encoding = OBJ_ENCODING_INT;
}

常量池使用

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if (len <= 20 && string2l(s,len,&value)) {
    /* This object is encodable as a long. Try to use a shared object.
     * Note that we avoid using shared integers when maxmemory is used
     * because every object needs to have a private LRU field for the LRU
     * algorithm to work well. */
    if ((server.maxmemory == 0 ||
        !(server.maxmemory_policy & MAXMEMORY_FLAG_NO_SHARED_INTEGERS)) &&
        value >= 0 &&
        value < OBJ_SHARED_INTEGERS)//redis会初始化 0至OBJ_SHARED_INTEGERS的常量，
    {
        decrRefCount(o);
        incrRefCount(shared.integers[value]);
        return shared.integers[value];
    } else {
        if (o->encoding == OBJ_ENCODING_RAW) sdsfree(o->ptr);
        o->encoding = OBJ_ENCODING_INT;
        o->ptr = (void*) value;
        return o;
    }
}