【Java】Java 的Object对象你真的懂了吗

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

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()由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：

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：

6. 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
7. 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！
8. 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
9. 对称性—>x.equals(y)和y.equals(x)结果应该是相等的。
10. 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：

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！

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：

    /**
     * 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：

toString方法主要是用来标识该对象的：

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：

clone方法

我们也来看看它的顶部注释：

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！

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！

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)：

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：

notify方法：

notifyAll()方法：

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