一起学JDK源码 -- Object类

今天我们一起来看下Object类的源码,为什么先看Object类呢,所有的java程序员都知道,Object类是所有其它类的父类,从继承的层次来看它就是最顶层根,所以它也是java中唯一 一个没有父类的类。看了Objec类中的方法后就知道,这里面的方法在任何一个java类中都可以使用。

在看Object类之前先了解下本类中用到的一些java中共用的概念:

1.一个类被加载的时候会先执行静态代码块中的内容,也就是static{}主的内容,静态只能调用静态
2.native 修饰方法为本地方法,这些方法不是由java语言编写,通常由C、C++语言编写,当我们追踪源码时看到有native标识的方法是,在java层面上就到头了。
3.在java规范中接口中的方法没有方法体,抽象类中的方法方法体为空,本地方法方法需要被省略。
4.被final修饰的方法,子类不可重写该方法
5.protected修饰的方法只能在本类或是子类中调用
6.方法名称相同,参数不同是java多态的体现,如本类中wait方法

registerNatives方法:

 private static native void registerNatives();
 static {
   registerNatives();
}

  registerNatives是一个本地方法,它被static修饰,而且在静态代码块中,所以Object类加载的时候会先执行registerNatives方法,registerNatives方法会进行一些跟系统有关的方法调用,而这个方法的实现就在java.dll中,里面会根据不同系统来执行不同的底层操作。

getClass方法:

    public final native Class<?> getClass();

  getClass方法是一个本地方法,被final修饰子类不能够重写,通过该方法或以获取类的元数据和方法信息。它能够获取一个类的定义信息,然后使用反射去访问类的全部信息,包括函数和字段。

hashCode方法:

    public native int hashCode();

  hashCode是一个本地方法,该方法返回一个int类型的数值,对于包含容器类型的程序设计语言来说,基本上都会涉及到hashCode。在Java中也一样,hashCode方法的主要作用是为了配合基于散列的集合一起正常运行,这样的散列集合包括HashSet、HashMap以及HashTable等。

equals方法:

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

  equals是一个非本地方法,用于比较两个对象是否相等,判断逻辑也十分简单,直接==比较,这里的==比较的是对象的引用,也就是"地址值",我们自定义对象的时候,一般情况下我们需要重写equals方法(可以看到该方法没有被final修饰),来使用我们自己的比较逻辑。
比如我们定义一个People类,我们的判断逻辑肯定是如果两个是的ID相等,那么这两个人就是同一个人。

clone方法;

    protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;

  clone是一个本地方法,被protected修饰,只能在本类或其子类中调用(当然所有的类都是Object的子类,所以在任何类中都可调用这个方法),该方法主要实现对象的克隆功能,根据该对象生成一个相同的新对象,我们常见的类的对象的属性如果是原始类型则会克隆值,但如果是对象则会克隆对象的地址。Java的类要实现克隆则需要实现Cloneable接口,可以看到该方法会抛出一个CloneNotSupportedException异常,如果没有实现Cloneable接口而调用了clone方法,系统就会抛出这个异常。

toString方法

    public String toString() {
        return getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(hashCode());
    }

  toString方法是一个非本地方法。逻辑是获取class名称加上@再加上十六进制的hashCode。当我们用System.out.println()输出对象的时候实际上会调用对象的toString方法(原因可查看文章最后,本来想添加一个锚点的,但是简书好像不支持,或是谁有好的方法可在评论里告诉我下) ,所以我们如果我们想看到自定义的输出信息时可以重写对象的toString方法。

notify方法

    public final native void notify();

  notify是一个本地方法,被final修饰,所以不可被重写,此方法用来唤醒单个线程(如果不明白的话可以搜一个java线程相关的内容)。

notifyAll方法:

    public final native void notifyAll();   

  与notify方法类似,只是notifyAll唤醒的是所有的线程。

wait(long timeout)方法:

    public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException;

  wait是一个本地方法,被final修饰,wait方法的作用是让线程等待,指定的时长(timeout单位是毫秒,如果时长为0那么休眠时间将不再生效),即让当前线程等待,直到调用了notify或是notifyAll方法或是指定的时长已经过去。该方法可以抛出中断异常。

wait(long timeout, int nanos)方法:

    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);
    }   

  该方法本质上还是调用了wait(timeout)方法,只不过是更好的控制了时间,nanos为纳秒, 1毫秒 = 1000 微秒 = 1000 000 纳秒,如果超出时间限制timeout小于0,或是超出了nanos的范围则会抛出异常,如果nanos大于0,则等待时间会增加1毫秒。

wait方法:

    public final void wait() throws InterruptedException {
        wait(0);
    }   

  此方法实际上调用的是wait(int timeout)方法只不过timeout传的是0,这就意味着休眠时间有再生效,只有调用了notify或是notifyAll方法,线程才会被唤醒。

finalize方法:

    protected void finalize() throws Throwable { }

  java的垃圾回收机制大家想必都了解过一点,这个方法用于当对象被回收时调用,Object的finalize方法默认是什么都没有做,如果子类需要在对象被回收时执行一些逻辑处理,则可以重写finalize方法。

至此java的Object类大家都看明白了,等等,还有一点,getClass、hashCode、equals、clone、toString、finalize这些方法放在Object中都很好理解,wait、notify、notifyAll这些方法是用来操作线程为什么定义在Object类中。因为这些方法是配合java的synchronized锁来一起使用的,而锁的对象是任意的,既然被锁的对象是任意的,就意味着任意对象都可以调用这些方法,那么这些方法当然应该被定义在Object类中了。看来java的创造者考虑的还是挺全面的。

为什么说System.out.println()输出对象的时候会调用对象的toString方法:

  在System类中我们可以看到有一个out属性,类型是PrintStream:

public final static PrintStream out = null;

  再看PrintStream的println方法,会调用String.valueOf方法将对象转换为String类型:

public void println(Object x) {
    String s = String.valueOf(x);
    synchronized (this) {
        print(s);
        newLine();
    }
}

  而在String类的valueOf方法中:

public static String valueOf(Object obj) {
    return (obj == null) ? "null" : obj.toString();
}

  如果对象不是null的话,返回的是对象的toString()方法。
  所以System.out.println()输出对象的时候会调用对象的toString方法

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