理解Java中对象基础Object类

仓廪实则知礼节,衣食足则知荣辱。这篇文章主要讲述理解Java中对象基础Object类相关的知识,希望能为你提供帮助。
一、Object简述源码注释:Object类是所有类层级关系的Root节点,作为所有类的超类,包括数组也实现了该类的方法,注意这里说的很明确,指类层面。
所以在java中有一句常说的话,一切皆对象,这话并不离谱。
1、显式扩展
结论验证
既然Object作为所有类的父级别的类,则不需要在显式的添加继承关系,Each01编译期就会提示移除冗余。

public class Each01 extends Object { public static void main(String[] args) { System.out.println(new Each01().hashCode()+"; "+new ObjEa02().hashCode()); } } class ObjEa02 {} class ObjEa03 extends ObjEa02{}

这里Each01ObjEa02对象实例都有Object类中的hashCode方法,这里对既有结论的验证。
编译文件
再从JVM编译层面看下字节码文件,是如何加载,使用javap -c命令查看编译后的文件,注意Jdk版本1.8
javap -c Each01.class Compiled from "Each01.java" public class com.base.object.each.Each01 { public com.base.object.each.Each01(); Code: 0: aload_0 1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."< init> ":()V 4: return }javap -c ObjEa02.class Compiled from "Each01.java" class com.base.object.each.ObjEa02 { com.base.object.each.ObjEa02(); Code: 0: aload_0 1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."< init> ":()V 4: return }javap -c ObjEa03.class Compiled from "Each01.java" class com.base.object.each.ObjEa03 extends com.base.object.each.ObjEa02 { com.base.object.each.ObjEa03(); Code: 0: aload_0 1: invokespecial #1 // Method com/base/object/each/ObjEa02."< init> ":()V 4: return }

invokespecial命令:可以查看Jvm的官方文档中的指令说明,调用实例化方法,和父类的初始化方法调用等,这里通过三个类的层级关系,再次说明Object超类不需要显式继承,即使显式声明但编译后源码依旧会清除冗余。
2、引用与对象
通常把下面过程称为:创建一个object对象;
Object object = new Object() ;

细节描述:声明对象引用object;通过new关键字创建对象并基于默认构造方法初始化;将对象引用object指向创建的对象。
这一点可以基于Jvm运行流程去理解,所以当对象一旦失去全部引用时,会被标记为垃圾对象,在垃圾收集器运行时清理。
接受任意数据类型对象的引用
既然Object作为Java中所有对象的超类,则根据继承关系的特点,以及向上转型机制,Object可以接受任意数据类型对象的引用,例如在集合容器或者传参过程,不确定对象类型时可以使用Object:
public class Each02 { public static void main(String[] args) { // 向上转型 Object obj01 = new Each02Obj01("java") ; System.out.println(obj01); // 向下转型 Each02Obj01 each02Obj01 = (Each02Obj01)obj01; System.out.println("name="+each02Obj01.getName()); } } class Each02Obj01 { private String name ; public Each02Obj01(String name) { this.name = name; } @Override public String toString() { return "Each02Obj01{" +"name=\'" + name +\'}\'; } public String getName() { return name; } }

这里要强调一下这个向上转型的过程:
Object obj01 = new Each02Obj01("java") ;

通过上面流程分析,这里创建一个父类引用obj01,并指向子类Each02Obj01对象,所以在输出的时候,调用的是子类的toString方法。
二、基础方法1、getClass
在程序运行时获取对象的实例类,进而可以获取详细的结构信息并进行操作:
public final native Class< ?> getClass();

该方法在泛型,反射,动态代理等机制中有很多场景应用。
2、toString
返回对象的字符串描述形式,Object提供的是类名与无符号十六进制的哈希值组合表示,为了能返回一个信息明确的字符串,子类通常会覆盖该方法:
public String toString() { return getClass().getName()+"@"+Integer.toHexString(hashCode()); }

在Java中,打印对象的时候,会执行String.valueOf转换为字符串,该方法的底层依旧是对象的toString方法:
public void println(Object x) { String s = String.valueOf(x); } public static String valueOf(Object obj) { return (obj == null) ? "null" : obj.toString(); }

3、equals与hashCode
  • equals:判断两个对象是否相等;
  • hashCode:返回对象的哈希码值;
public native int hashCode(); public boolean equals(Object obj) { return (this == obj); }

equals判断方法需要考量实际的场景与策略,例如常见的公民注册后分配的身份ID是不能修改的,但是名字可以修改,那么就可能存在这样的场景:
EachUser eachUser01 = new EachUser(1,"A") ; EachUser eachUser02 = new EachUser(1,"B") ; class EachUser { private Integer cardId ; private String name ; }

从程序本身看,这确实是创建两个对象,但是放在场景下,这的确是描述同一个人,所以这时候可以在equals方法中定义比较规则,如果ID相同则视为同一个对象:
@Override public boolean equals(Object obj) { if (obj != null){ EachUser compareObj = (EachUser)obj ; return this.cardId.intValue()==compareObj.cardId ; } return Boolean.FALSE ; }

这里还要注意值类型和引用类型的区别,如果出现null比较情况,要返回false。
通常在子类中会同时覆盖这两个方法,这样做法在集合容器的设计上已经体现的淋漓尽致。
4、thread相关
  • wait:线程进入waiting等待状态,不会争抢锁对象
  • notify:随机通知一个在该对象上等待的线程;
  • notifyAll:唤醒在该对象上所有等待的线程;
public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException; public final native void notify(); public final native void notifyAll();

【理解Java中对象基础Object类】注意这里:native关键字修饰的方法,即调用的是原生函数,也就是常说的基于C/C++实现的本地方法,以此提高和系统层面的交互效率降低交互复杂程度。
5、clone
返回当前对象的拷贝:
protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;

关于该方法的细节规则极度复杂,要注意下面几个核心点:
  • 对象必须实现Cloneable接口才可以被克隆;
  • 数据类型:值类型,String类型,引用类型;
  • 深浅拷贝的区别和与之对应的实现流程;
  • 在复杂的包装类型中,组合的不同变量类型;
6、finalize
当垃圾收集器确认该对象上没有引用时,会调用finalize方法,即清理内存释放资源:
protected void finalize() throws Throwable { }

通常子类不会覆盖该方法,除非在子类中有一些其他必要的资源清理动作。
三、生命周期1、作用域
在下面main方法执行结束之后,无法再访问Each05Obj01的实例对象,因为对象的引用each05丢失:
public class Each05 { public static void main(String[] args) { Each05Obj01 each05 = new Each05Obj01 (99) ; System.out.println(each05); } }

这里就会存在一个问题,引用丢失导致对象无法访问,但是对象在此时可能还是存在的,并没有释放内存的占用。
2、垃圾回收机制
Java通过new创建的对象会在堆中开辟内存空间存储,当对象失去所有引用时会被标记为垃圾对象,进而被回收;
这里涉及下面几个关键点:
  • Jvm中垃圾收集器会监控创建的对象 ;
  • 当判断对象不存在引用时,会执行清理动作;
  • 完成对象清理后会重新整理内存空间;
这里存在一个很难理解的概念,即对象不存在引用的判断,也就是常说的可达性分析算法:基于对象到根对象的引用链是否可达来判断对象是否可以被回收;GC-Roots根引用集合,也可以变相理解为存活对象的集合。(详见JVM系列)
通过Object对象的分析,结合Java方方面面的机制和设计,可以去意会一些所谓的编程思想。
同系列:Wiki文档 | List分析 | Map分析 | IO流核心 | 动态代理 | 面向对象
四、源代码地址
GitEE·地址 https://gitee.com/cicadasmile/java-base-parent Wiki·地址 https://gitee.com/cicadasmile/butte-java-note/wikis

理解Java中对象基础Object类

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