如果可以在编译时确定，Java 是否保证内联字符串常量答案

【问题标题】：Is Java guaranteed to inline string constants if they can be determined at compile time如果可以在编译时确定，Java 是否保证内联字符串常量
【发布时间】：2010-11-27 06:09:09
【问题描述】：

考虑这种情况：

public Class1 {
   public static final String ONE = "ABC";
   public static final String TWO = "DEF";
}

public Class2 {

  public void someMethod() {
    System.out.println(Class1.ONE + Class1.TWO);
  }
}

通常您希望编译器内联 ONE 和 TWO 常量。但是，这种行为是否得到保证？您能否在运行时部署 Class2 而在类路径中没有 Class1，并期望它不管编译器如何都能工作，或者这是一个可选的编译器优化？

编辑：到底为什么要这样做？好吧，我有一个常量，它将在应用程序的两端（通过 RMI 的客户端和服务器）之间共享，在这种特殊情况下，将常量放在只能位于该分隔线一侧的类上会非常方便（因为它在逻辑上是拥有该常量值的那个）而不是仅仅因为它需要由代码的双方共享而将它放在任意常量类中。在编译时它是一组源文件，但在构建时它是按包划分的。

【问题讨论】：

标签： java constants inline

【解决方案1】：

保证被视为常量表达式，保证被section 15.28 of the JLS实习：

编译时常量表达式是表示值的表达式原始类型或字符串不突然完成而组成仅使用以下内容：

原始类型的文字和字符串类型的文字（第 3.10.5 节）

转换为基本类型和转换为字符串类型

一元运算符 +、-、~ 和 ! （但不是 ++ 或 --）

乘法运算符 *、/ 和 %

加法运算符 + 和 -

...

...

String 类型的编译时常量总是“被拘留”以便分享唯一实例，使用方法 String.intern.

现在，这并不能完全保证它是内联的。但是，规范的第 13.1 节说：

对常量字段的引用变量（§4.12.4）在编译时间为常数值表示。没有提及此类一个常量字段应该存在于二进制文件中的代码（除了包含的类或接口常量字段，将有代码初始化它），以及这样的常数字段必须始终显示为初始化；默认初始值对于此类字段的类型必须永远不会被观察到。

换句话说，即使表达式本身不是常量，也不应该引用Class1。所以，是的，你没事。这并不必然保证在字节码中使用了连接值，但前面引用的位保证了连接值是内部的，所以我会非常感到惊讶如果它不只是内联连接的值。即使没有，您也可以保证它在没有Class1 的情况下也能正常工作。

【讨论】：

谢谢乔恩，但这并不是我的意思。 “interned”表示只有一个实例，但如果编译器实际上没有内联该类，则如果该类在运行时丢失，您仍然可能会收到 NoClassDefError。
也许我是盲人，但它在哪里这么说？
@Yishai：我相信为了保证它被实习，它也必须被内联......不过我会看看我是否能找到一个完整的保证。将编辑答案。
JLS 的第 13.1 节保证对常量变量进行内联：“对作为常量变量的字段（第 4.12.4 节）的引用在编译时解析为表示的常量值。没有引用这样的常量字段应该出现在二进制文件的代码中（除了在包含常量字段的类或接口中，它们将具有初始化它的代码），并且此类常量字段必须始终看起来已经初始化；默认初始值绝对不能观察到此类字段的类型。有关讨论，请参见第 13.4.8 节。”
@bkail：谢谢——这绝对足以保证代码没问题，即使值没有内联。已编辑我的答案。

【解决方案2】：

看起来您正在编写您自己的 enum 内置功能版本，它为您执行 public static final，通过 name() 和 toString() 正确命名（以及具有其他一些优点，但可能有更大的内存占用的缺点）。

您使用的是不包含枚举的旧版 Java 吗？

【讨论】：

我的用例表示上下文根和 url，所以它是一个字符串。制作常量的目的是避免在它发生变化时重复它。因此，在这种情况下，枚举将是矫枉过正。我使用的是 Java 1.5，所以我确实有 Enums 并使用它们（可能不够频繁）。

【解决方案3】：

使用 javac 1.6.0_14 编译生成以下字节码：

public void someMethod();
  Code:
   0:   getstatic       #2; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
   3:   ldc     #3; //String ABCDEF
   5:   invokevirtual   #4; //Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
   8:   return

因此在编译时将字符串连接起来，并将结果包含在 Class2 的常量池中。

【讨论】：

+1，感谢您的研究，但我确实知道编译器的行为方式是这样的。我的问题是规范是否保证了这一点，或者这是否是可选行为（因此以后可能会回来咬人）。

【解决方案4】：

见JLS 13.4.9。虽然它没有明确要求编译器内联常量，但它暗示条件编译和对switch 语句中的常量的支持会导致编译器始终内联常量。

【讨论】：

【解决方案5】：

我怀疑，但不确定，这会奏效，但这听起来不是一个好主意。

执行此操作的“正常”方法是：

将常量放在客户端和服务器之间共享的包中。想必有这样的包，因为那是接口的所在。
如果没有这样的包，使用共享常量创建 2 个类：一个用于服务器，一个用于客户端。

【讨论】：

【解决方案6】：

它不会由编译器内联，而是由解释器在运行时进行内联，并在可能的情况下转换为汇编代码。

无法保证，因为并非所有解释器（JVM）都以相同的方式工作。但是最重要的实现会做。

_{不幸的是，我没有链接来维持这个:(}

【讨论】：