String长度限制？

String我们在开发和学习中会经常用到，但对String类型的取值范围我们并不明确。

String底层是char数组，并未标明长度限制。java中可以对数组指定长度，如果不指定就以实际元素来指定

private final char value[];

从底层方法length()可以看出，返回的是int类型。

public int length()

而在java中，int的最大值是2^31-1 = 2147483647，也是value[]数组的长度为 2^31-1 。

但当在程序中定义一个10万字符的字符串后编译，jvm会提示报错：java: 常量字符串过长

是因为jvm编译规范做了限制，在编译时，jvm会把字面量的字符串放到常量池中，而JVM中class文件做了规范。

所有在常量池的项都具有以下格式。

cp_info{
    u1 tag;
    u2 info[];
}

其中u1 tag表示标志符，代表当前这个常量属于什么类型；u2 info[]由 tag 决定该数组的内容。（详见《Java虚拟机规范》 4.4章节）

注：在class文件中，有专用的数据类型用于表示Class文件的内容，包括u1、u2、u4，分别代表1、2、4个字节无符号数；每个Class文件都由8个字节为单位的字节流组成，所有16 、 23 、 64 位长度的数据将被构造成2个 、 4个 、 8个 8字节单位来表示（详见《Java虚拟机规范》第4章）

tag对应的项有。

常量类型	值
CONSTANT_Class	7
CONSTANT_Fieldref	9
CONSTANT_Methodref	10
CONSTANT_InterfaceMethodref	11
CONSTANT_String	8
CONSTANT_Integer	3
CONSTANT_Float	4
CONSTANT_Long	5
CONSTANT_Double	6
CONSTANT_NameAndType	12
CONSTANT_Utf8	1
CONSTANT_MethodHandle	15
CONSTANT_MethodType	16
CONSTANT_InvokeDynamic	18

String对应的是CONSTANT_String项，具体定义格式为

CONSTANT_String_info{
    u1 tag;
    u2 string_index;
}

u1 tag的值为CONSTANT_String(8)；u2 string_index的值必须是对常量池表的有效索引，且该索引处的项必须是CONSTANT_Utf8_info结构

字符串是以CONSTANT_Utf8型式在常量池中表示。class文件中CONSTANT_Utf8的具体定义格式，

CONSTANT_Utf8_info {
    u1 tag;
    u2 length;
    u1 bytes[length];
}

u1 tag的值为CONSTANT_Utf8(1)；CONSTANT_Utf8_info的内容以u2 length 属性来确定长度；u1 bytes[length]表示字符串值的byte数组

其中u2代表2个无符号占字节单位，而1 个字节占8位(bit)，2个也就是16位，16位最高表示的是2^16 - 1 = 65535，又因为虚拟机需要1个字节作为结束指令，所以其真正的有效范围是【0-65564】。当然这个范围是编译期的有效范围，而运行时拼接的字符串是在整形的最大范围。

当然，如果使用的字符是中文字符，那么这个长度还会再减少，因为UTF8编码中大部分中文占3个字节，而21845个正好占用65535个字节。所以编译期的有效范围还需结合实际使用的字符来决定