【Java】Java 的Object对象你真的懂了吗

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1.概述

原文:https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI4Njg5MDA5NA==&mid=2247484210&idx=1&sn=9d40e2e4c72f0727c7b7925cbe314fc0&chksm=ebd74233dca0cb2560677c7dc7746bf166195d793860c41ab477431af2cf0a6004477e27b814&scene=21#wechat_redirect

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其实就可以归纳成几个:

registerNatives()【底层实现、不研究】
hashCode()
equals(Object obj)
clone()
toString()
notify()
notifyAll()
wait(long timeout)【还有重载了两个】
finalize()

Object一共有11个方法,其中一个为底层的实现registerNatives(),其中两个wait()和wait(long timeout, int nanos)重载方法。

所以我们真正需要看的就是8个方法

还有一个属性:

 /**
     * Returns the runtime class of this {@code Object}. The returned
     * {@code Class} object is the object that is locked by {@code
     * static synchronized} methods of the represented class.
     *
     * <p><b>The actual result type is {@code Class<? extends |X|>}
     * where {@code |X|} is the erasure of the static type of the
     * expression on which {@code getClass} is called.</b> For
     * example, no cast is required in this code fragment:</p>
     *
     * <p>
     * {@code Number n = 0;                             }<br>
     * {@code Class<? extends Number> c = n.getClass(); }
     * </p>
     *
     * @return The {@code Class} object that represents the runtime
     *         class of this object.
     * @jls 15.8.2 Class Literals
     */
    public final native Class<?> getClass();

equals和hashCode方法

quals和hashCode方法可以说是面试的重点题了,配合着String可以说在面试题中哪都有它们的存在。

首先,我们来看看equals和hashCode在Object中原生的实现吧:

hashCode:

public native int hashCode();

equals:

public boolean equals(Object obj) {
    
    
    return (this == obj);
}

看上去都非常简单:

hashCode()native方法底层实现了。

equals()就直接==判断是否相等了。

想要更加清晰它们究竟是做什么的,我们来读读它的注释:

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根据注释我们可以总结以下的要点:

  1. 重写equals()方法,就必须重写hashCode()的方法
  2. equals()方法默认是比较对象的地址,使用的是==等值运算符
  3. hashCode()方法对底层是散列表的对象有提升性能的功能
  4. 同一个对象(如果该对象没有被修改):那么重复调用hashCode()那么返回的int是相同的!
  5. hashCode()方法默认是由对象的地址转换而来的

equals()方法还有5个默认的原则:

  1. 自反性—>调用equals()返回的是true,无论这两个对象谁调用equals()都好,返回的都是true
  2. 一致性—>只要对象没有被修改,那么多次调用还是返回对应的结果!
  3. 传递性—>x.equals(y)和y.equals(z)都返回true,那么可以得出:x.equals(z)返回true
  4. 对称性—>x.equals(y)和y.equals(x)结果应该是相等的。
  5. 传入的参数为null,返回的是false

为啥说hashCode()以散列表为底层带来性能的提升是很容易理解的。我们再来回顾一下HashMap的插入:

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如果hash值都不相等,那么可以直接判断该key是不相等的了!

equals和hashCode方法重写

equals()方法默认是比较对象的地址,使用的是==等值运算符。但是按我们正常开发来说,比较的是对象地址是没有意义的。

一般地,如果我们有两个Address对象,只要这两个对象的省号、城市号、街道号相等,我们就认为这两个对象相等了!

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String实现的equals和hashCode方法

我们在初学的时候可能就听过了:String已经实现了equals和hashCode方法了。

这也就是为什么,我们可以直接使用String.equals()来判断两个字符串是否相等!

下面我们就来看看它的实现吧:

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    /**
     * Returns a hash code for this string. The hash code for a
     * {@code String} object is computed as
     * <blockquote><pre>
     * s[0]*31^(n-1) + s[1]*31^(n-2) + ... + s[n-1]
     * </pre></blockquote>
     * using {@code int} arithmetic, where {@code s[i]} is the
     * <i>i</i>th character of the string, {@code n} is the length of
     * the string, and {@code ^} indicates exponentiation.
     * (The hash value of the empty string is zero.)
     *
     * @return  a hash code value for this object.
     */
    public int hashCode() {
    
    
        int h = hash;
        if (h == 0 && value.length > 0) {
    
    
            char val[] = value;

            for (int i = 0; i < value.length; i++) {
    
    
                h = 31 * h + val[i];
            }
            hash = h;
        }
        return h;
    }

toString方法

接下来我们看看toString方法,也十分简单:

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toString方法主要是用来标识该对象的:

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从上面的结果我们都可以看出来:得出的结果我们并不能看到什么东西~

于是我们一般都重写toString(),那么打印出的结果就很方便我们调试了!

  @Override
    public String toString() {
    
    
        return "Address{" +
                "provinceNo=" + provinceNo +
                ", cityNo=" + cityNo +
                ", streetNo=" + streetNo +
                '}';
    }

下面的结果看起来就好多了:
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clone方法

我们也来看看它的顶部注释:

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看了上面的注释我们可以总结以下的要点:

clone方法用于对象的克隆,一般想要克隆出的对象是独立的(与原有的对象是分开的)

深拷贝指的是该对象的成员变量(如果是可变引用)都应该克隆一份,浅拷贝指的是成员变量没有被克隆一份

下面我们来看一下浅拷贝:拷贝了Employee对象,但是其成员变量hireday没有被克隆出去,所以指向的还是同一个Date对象!

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clone用法

那么我们如何克隆对象呢?无论是浅拷贝还是深拷贝都是这两步:

  1. 克隆的对象要实现Cloneable接口
  2. 重写clone方法,最好修饰成public

浅拷贝:仅仅拷贝了Person对象,而date没有拷贝!

public class Person implements Cloneable {
    
    

    // 可变的成员变量
    private Date date;

    @Override
    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
    
    

        return super.clone();
    }

}

深拷贝:不仅拷贝了Person对象,也拷贝了date成员变量

public class Person implements Cloneable {
    
    

    // 可变的成员变量
    public  Date date;

    @Override
    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
    
    


        // 拷贝Person对象
        Person person = (Person) super.clone();

        // 将可变的成员变量也拷贝
        person.date = (Date) date.clone();


        // 返回拷贝的对象
        return person;
    }

}

4.2 clone疑问进一步学习protected

不知道有没有人跟我有相同的疑问:

我只想要浅拷贝,能不能直接调用该对象.clone()来实现?

比如我现在有个Address对象:

public class Address  {
    
    

    private int provinceNo;
    private int cityNo;
    private int streetNo;

    public Address() {
    
    
    }

    public Address(int provinceNo, int cityNo, int streetNo) {
    
    
        this.provinceNo = provinceNo;
        this.cityNo = cityNo;
        this.streetNo = streetNo;
    }
}

下面的代码你们认为如何?

Address address = new Address(1, 2, 3);
    address.clone();

我们都知道:

protected修饰的类和属性,对于自己、本包和其子类可见

可能会想:clone()方法是定义在Object类上的(以protected来修饰),而我们自定义的Address对象隐式继承着Object(所有的对象都是Object的子类),那么子类调用Object以protected来修饰clone()是完全没问题的

但是,IDE现实告诉我,这编译就不通过了!

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出现错误的原因我立马就想到:是不是我对protected修饰符出现了偏差?

protected修饰的类和属性,对于自己、本包和其子类可见,这句话本身是没有错的。但是还需要补充:对于protected的成员或方法,要分子类和超类是否在同一个包中。与基类不在同一个包中的子类,只能访问自身从基类继承而来的受保护成员,而不能访问基类实例本身的受保护成员。

上面的代码就错在:Address与Object不是在同一个包下的,而Address直接访问了Object的clone方法。这是不行的。

下面我截两张图再来给你们看看(看完图再看上面的描述,就能理解了):
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五、wait和notify方法

wait和notify方法其实就是Java给我们提供让线程之间通信的API。

按照惯例我们还是来看注释怎么说吧:

wait方法:

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notify方法:

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notifyAll()方法:
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看完上面的注释我们可以总结以下的要点:

  1. 无论是wait、notify还是notifyAll()都需要由监听器对象(锁对象)来进行调用
    1. 简单来说:他们都是在同步代码块中调用的,否则会抛出异常!
  2. notify()唤醒的是在等待队列的某个线程(不确定会唤醒哪个),notifyAll()唤醒的是等待队列所有线程
  3. 导致wait()的线程被唤醒可以有4种情况
    1. 该线程被中断
    2. wait()时间到了
    3. 被notify()唤醒
    4. 被notifyAll()唤醒
  4. 调用wait()的线程会释放掉锁

其实总结完上面的并不会有比较深刻的印象,可以尝试着回答几个问题来加深对wait()和notify()的理解。

为什么wait和notify在Object方法上?

从一开始我们就说了:wait()和notify()是Java给我们提供线程之间通信的API,既然是线程的东西,那什么是在Object类上定义,而不是在Thread类上定义呢?

因为我们的锁是对象锁【要是忘记的同学可回顾:Java锁机制了解一下】,每个对象都可以成为锁。让当前线程等待某个对象的锁,当然应该通过这个对象来操作了。

锁对象是任意的,所以这些方法必须定义在Object类中

notify方法调用后,会发生什么?

上面已经说了,notify会唤醒某个处于等待队列的线程。

但是要注意的是:

notify方法调用后,被唤醒的线程不会立马获得到锁对象。而是等待notify的synchronized代码块执行完之后才会获得锁对象

sleep和wait有什么区别?

Thread.sleep()与Object.wait()二者都可以暂停当前线程,释放CPU控制权。

主要的区别在于Object.wait()在释放CPU同时,释放了对象锁的控制。
而Thread.sleep()没有对锁释放

参考资料:

https://blog.csdn.net/lingzhm/article/details/44940823

http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3920385.html

https://www.cnblogs.com/eer123/p/7880789.html

https://www.jianshu.com/p/f4454164c017

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