Java 基礎 | Object 源碼解析
前言
Java 是一門面向對象的語言，在 Java 里面一切都可以看作是一個對象，而 Java 里面所有的對象都默認繼承于 Object 類。
本文基于JDK1.8
可以看到一共12個方法，其中 registerNatives() 是 native 修飾的，一個本地方法，具體是用C(C++)在DLL中實現的,然后通過JNI調用。
getClass
- public final native Class getClass();
getClass 也是個 native 方法，這個方法的作用就是返回某個對象的運行時類，它的返回值是 Class 類型，Class c = obj.getClass();通過對象 c ，我們可以獲取該對象的所有成員方法，每個成員方法都是一個 Method 對象;我們也可以獲取該對象的所有成員變量，每個成員變量都是一個 Field 對象;同樣的，我們也可以獲取該對象的構造函數，構造函數則是一個 Constructor 對象。這個方法在反射時會常用到。
hashCode
- public native int hashCode();
- hashCode 方法返回散列值。
- 返回值默認是由對象的地址轉換而來的。
- 同一個對象調用 hashCode 的返回值是相等的。
- 兩個對象的 equals 相等，那 hashCode 一定相等。
- 兩個對象的 equals 不相等，那 hashCode 也不一定相等。
equals
- public boolean equals(Object obj) {
- return (this == obj);
- }
equals 的實現非常簡單，它的作用就是比較兩個對象是否相等，而比較的依據就是二者的內存地址。除此之外，equals 還遵循以下幾個原則：
- 1、自反性：x.equals(x); // true
- 2、對稱性：x.equals(y) == y.equals(x); // true
- 3、傳遞性：if (x.equals(y) && y.equals(z))
- x.equals(z); // true;
- 4、一致性，只要對象沒有被修改，多次調用 equals() 方法結果不變：
- x.equals(y) == x.equals(y); // true
- 5、非空性，對任何不是 null 的對象 x 調用 x.equals(null) 結果都為 false ：
- x.equals(null); // false;
為什么要重寫 hashcode 和 equals ?
因為這兩個方法都跟對象的比較有關，所以如果在程序中要做對象比較，那大概率要重寫這兩個方法了。因為equals默認的比較邏輯就是對象的地址進行比較，兩個對象內存地址肯定不同，所以無論如何兩個對象通過eqals比較肯定返回false。
但在實際編程中，我們經常會遇到去重，或者將對象放到有序集合中，或者將對象存入無重復的集合中，這時如果沒有重寫equals和hashCode，則無法達到需求。
舉個例子，系統中同時存在兩個對象，對象A和對象B，其姓名和身份證號一模一樣。此時，在系統內存中是兩個對象，但其內容一致分明是一個人同時產生了兩條重復信息。如果使用默認的equals方法比較，則這兩個對象永遠不相等，永遠不能比出來是一條相同的重復信息。所以，要重寫equals和hashCode方法來達到以上需求效果。
clone
- protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;
clone() 是 Object 的 protected 方法，它不是 public，一個類不顯式去重寫 clone()，其它類就不能直接去調用該類實例的 clone() 方法。此外，Clone 的注釋中還提到比較重要的幾點：
- 克隆的對象必須要實現 Cloneable 接口并重寫 clone 方法，否則會報 CloneNotSupportedException 異常
- clone() 方法并不是 Cloneable 接口的方法，而是 Object 的一個 protected 方法。Cloneable 接口只是規定，如果一個類沒有實現 Cloneable 接口又調用了 clone() 方法，就會拋出 CloneNotSupportedException。
- 淺拷貝：拷貝對象和原始對象的引用類型引用同一個對象。
- 深拷貝：拷貝對象和原始對象的引用類型引用不同對象。
關于淺拷貝與深拷貝我們后面再討論。
toString
- public String toString() {
- return getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(hashCode());
- }
返回該對象的字符串表示,非常重要的方法
- getClass().getName(); 獲取字節碼文件的對應全路徑名例如java.lang.Object;
- Integer.toHexString(hashCode()); 將哈希值轉成16進制數格式的字符串。
wait 和 notify
- public final void wait() throws InterruptedException {
- wait(0);
- }
- public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException;
- public final void wait(long timeout, int nanos) throws InterruptedException {
- if (timeout < 0) {
- throw new IllegalArgumentException("timeout value is negative");
- }
- if (nanos < 0 || nanos > 999999) {
- throw new IllegalArgumentException(
- "nanosecond timeout value out of range");
- }
- if (nanos > 0) {
- timeout++;
- }
- wait(timeout);
- }
wait 的作用是讓當前線程進入等待狀態，同時，wait() 也會讓當前線程釋放它所持有的鎖。直到其他線程調用此對象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法，當前線程被喚醒進入就緒狀態。
wait(long timeout) (以毫秒為單位)讓當前線程處于等待(阻塞)狀態，直到其他線程調用此對象的notify() 方法或 notifyAll() 方法，或者超過指定的時間量，當前線程被喚醒進入就緒狀態。
wait(long timeout, int nanos) 和 wait(long timeout) 功能一樣，唯一的區別是這個可以提供更高的精度。總超時時間(以納秒為單位)計算為 1000000 *timeout+ nanos。By the way ，wait(0,0) 和 wait(0) 效果一樣。
- ublic final native void notify();
- public final native void notifyAll();
首先是 notify ，notify 的作用就是隨機喚醒在等待隊列的某個線程，而 notifyAll 就是喚醒在等待隊列的所有線程。
注意：notify 和 wait 方法的使用規范。意思就是這二者必須在 synchronized 修飾的同步方法或同步代碼中使用。
Thread.sleep() 和 Object.wait() 有什么區別?
首先，二者都可以暫停當前線程，釋放 CPU 控制權。主要的區別在于 Object.wait()在釋放 CPU 同時，釋放了對象鎖的控制。而 Thread.sleep() 沒有對鎖釋放。換句話說 sleep 就是耍流氓，占著茅坑不拉屎。
完整代碼
- package java.lang;
- public class Object {
- /**
- * 一個本地方法,具體是用C(C++)在DLL中實現的,然后通過JNI調用
- */
- private static native void registerNatives();
- /**
- * 對象初始化時自動調用此方法
- */
- static {
- registerNatives();
- }
- /**
- * 返回此Object的運行時類
- */
- public final native Class<?> getClass();
- /**
- * hashCode的常規協定是：
- * 1.在java應用程序執行期間,在對同一對象多次調用hashCode()方法時,必須一致地返回相同的整數,前提是將對象進行equals比較時所用的信息沒有被修改。
- * 從某一應用程序的一次執行到同一應用程序的另一次執行,該整數無需保持一致。
- * 2.如果根據equals(object)方法,兩個對象是相等的,那么對這兩個對象中的每個對象調用hashCode方法都必須生成相同的整數結果。
- * 3.如果根據equals(java.lang.Object)方法,兩個對象不相等,那么對這兩個對象中的任一對象上調用hashCode()方法不要求一定生成不同的整數結果。
- * 但是,程序員應該意識到,為不相等的對象生成不同整數結果可以提高哈希表的性能。
- */
- public native int hashCode();
- /**
- * 這里比較的是對象的內存地址
- */
- public boolean equals(Object obj) {
- return (this == obj);
- }
- /**
- * 本地clone方法,用于對象的復制
- */
- protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;
- /**
- * 返回該對象的字符串表示,非常重要的方法
- * getClass().getName();獲取字節碼文件的對應全路徑名例如java.lang.Object
- * Integer.toHexString(hashCode());將哈希值轉成16進制數格式的字符串。
- */
- public String toString() {
- return getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(hashCode());
- }
- /**
- * 不能被重寫，用于喚醒一個在因等待該對象（調用了wait方法）被處于等待狀態（waiting 或 time_wait）的線程，該方法只能同步方法或同步塊中調用
- */
- public final native void notify();
- /**
- * 不能被重寫，用于喚醒所有在因等待該對象（調用wait方法）被處于等待狀態（waiting或time_waiting）的線程，該方法只能同步方法或同步塊中調用
- */
- public final native void notifyAll();
- /**
- * 不能被重寫，用于在線程調用中，導致當前線程進入等待狀態（time_waiting)，timeout單位為毫秒,該方法只能同步方法或同步塊中調用,超過設置時間后線程重新進入可運行狀態
- */
- public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException;
- public final void wait(long timeout, int nanos) throws InterruptedException {
- if (timeout < 0) {
- throw new IllegalArgumentException("timeout value is negative");
- }
- if (nanos < 0 || nanos > 999999) {
- throw new IllegalArgumentException(
- "nanosecond timeout value out of range");
- }
- if (nanos > 0) {
- timeout++;
- }
- wait(timeout);
- }
- /**
- * 在其他線程調用此對象的notify()方法或notifyAll()方法前,導致當前線程等待。換句話說,此方法的行為就好像它僅執行wait(0)調用一樣。
- * 當前線程必須擁有此對象監視器。
- * 該線程發布對此監視器的所有權并等待,直到其他線程通過調用notify方法或notifyAll方法通知在此對象的監視器上等待的線程醒來,
- * 然后該線程將等到重新獲得對監視器的所有權后才能繼續執行。
- */
- public final void wait() throws InterruptedException {
- wait(0);
- }
- /**
- * 這個方法用于當對象被回收時調用，這個由JVM支持，Object的finalize方法默認是什么都沒有做，如果子類需要在對象被回收時執行一些邏輯處理，則可以重寫finalize方法。
- */
- protected void finalize() throws Throwable {
- }
- }
PS：這里有一個技術交流群(扣扣群:1158819530)，方便大家一起交流，持續學習，共同進步，有需要的可以加一下。
