理解 Java 中对象基础 Object 类

作者：知了一笑

2021 年 11 月 10 日
本文字数：3311 字
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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{}

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这里Each01与ObjEa02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.classCompiled 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}

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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() ;

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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; }}

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这里要强调一下这个向上转型的过程：

Object obj01 = new Each02Obj01("java") ;

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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();

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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());}

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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();}

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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);}

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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 ;}

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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：

@Overridepublic boolean equals(Object obj) {    if (obj != null){        EachUser compareObj = (EachUser)obj ;        return this.cardId.intValue()==compareObj.cardId ;    }    return Boolean.FALSE ;}

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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();

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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;

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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 { }

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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);    }}

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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。

四、源代码地址

GitEE·地址https://gitee.com/cicadasmile/java-base-parentWiki·地址https://gitee.com/cicadasmile/butte-java-note/wikis

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发布于: 2021 年 11 月 10 日阅读数: 5

原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/85e0c1b5bccc2b061b61e075d】。文章转载请联系作者。

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理解 Java 中对象基础 Object 类

一、Object 简述

二、基础方法

三、生命周期

四、源代码地址

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