java.lang.Object 類詳解

簡述

Object 方法包括 5 個(gè)非 final 類型的方法，分別是：clone、hashCode、equals、toString、finalize 方法；包括 4 個(gè) final 方法，分別是 getClass、wait、notify、notifyAll 方法。其中 clone 方法是 protected 方法，finalize 方法自 Java 9 之后被廢棄。

1. clone 方法

1.1 源碼

@HotSpotIntrinsicCandidate protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;

說明：調(diào)用該方法實(shí)現(xiàn)一個(gè)對(duì)象的淺復(fù)制，創(chuàng)建并且返回此對(duì)象的副本（“副本”的準(zhǔn)確含義可能依賴于對(duì)象的類）。 Object.clone() 方法是一個(gè) protected 方法，類只有實(shí)現(xiàn) java.lang.Cloneable 接口，并重寫 Object.clone() 方法才能使用該 clone 方法，否則拋出 CloneNotSupportedException 。

1.2 clone 與 copy 的區(qū)別

假設(shè)我們有一個(gè) Person 對(duì)象，并假設(shè) Person 類實(shí)現(xiàn)了Cloneable 接口并重寫了 clone 方法。

Person a = new Person();
//copy 的做法通常為:
Person b = a;
//clone 的做法通常為:
Person c = a.clone();

說明：
（1）copy 是將對(duì)象 a 的引用賦值給對(duì)象 b，賦值之后對(duì)象 a 和對(duì)象 b 都指向同一個(gè)引用 a。
（2）clone 是實(shí)現(xiàn)對(duì)象的淺拷貝，產(chǎn)生一個(gè)新的對(duì)象，對(duì)象 c 與 對(duì)象 a 不指向同一個(gè)引用。

clone 在內(nèi)存中實(shí)際操作是：將對(duì)象 a 的內(nèi)存，拷貝一個(gè)副本，并重新分配一塊內(nèi)存區(qū)域用于保存副本。

1.3 淺拷貝和深拷貝

前面我們提到，clone 在內(nèi)存中的實(shí)際操作時(shí)將一個(gè)對(duì)象的內(nèi)存拷貝出一個(gè)副本、并重新分配一個(gè)內(nèi)存用于保存副本。由于原對(duì)象（被拷貝的對(duì)象）屬性可能存在兩種值傳遞類型，分別是值傳遞和引用傳遞，對(duì)副本的操作可能對(duì)原對(duì)象造成影響（改變副本的引用傳遞屬性的值，由于引用傳遞導(dǎo)致原對(duì)象的響應(yīng)值同樣改變）。

如果一個(gè)對(duì)象包含引用傳遞類型的屬性，直接拷貝對(duì)象，不做特殊處理，這種拷貝稱為淺拷貝。若一個(gè)對(duì)象不存在引用傳遞類型的數(shù)據(jù)，那也就不區(qū)別什么淺拷貝和深拷貝，可以稱為淺拷貝也可以稱為深拷貝。

示例：

定義2個(gè)類：Person類 包含 Book屬性

public class Person implements Cloneable {

    private String name;
    private Book book;
    
    //省略 constructor 、 getter 、 setter 方法

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", book=" + book +
                '}';
    }
}

public class Book {

    private String bookName;
    private String author;
    
    //省略 constructor 、 getter 、 setter 方法

    @Override
    public String toString() {
        return "Book{" +
                "bookName='" + bookName + '\'' +
                ", author='" + author + '\'' +
                '}';
    }
}

public class Main {
    //主方法：
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Book effectiveJava = new Book("Effective Java", "Joshua Bloch");
        Person sungm = new Person("sungm", effectiveJava);
        Person sunhw = (Person) sungm.clone();

        System.out.println("對(duì)象 sungm 的信息：" + sungm);
        System.out.println("對(duì)象 sunhw 的信息：" + sunhw);
        System.out.println("對(duì)象 sungm 與對(duì)象 sunhw 是否相等：" + (sungm == sunhw));

        System.out.println("-----------------------------------------");

        //改變對(duì)象 sunhw 的 book 屬性
        sunhw.getBook().setBookName("Vue.js");
        sunhw.getBook().setAuthor("尤雨溪");
        System.out.println("對(duì)象 sunhw 的信息：" + sunhw);
        System.out.println("對(duì)象 sungm 的信息：" + sungm);
    }
}

/* 輸出結(jié)果 */
對(duì)象 sungm 的信息：Person{name='sungm', book=Book{bookName='Effective Java', author='Joshua Bloch'}}
對(duì)象 sunhw 的信息：Person{name='sungm', book=Book{bookName='Effective Java', author='Joshua Bloch'}}
對(duì)象 sungm 與對(duì)象 sunhw 是否相等：false
-----------------------------------------
對(duì)象 sunhw 的信息：Person{name='sungm', book=Book{bookName='Vue.js', author='尤雨溪'}}
對(duì)象 sungm 的信息：Person{name='sungm', book=Book{bookName='Vue.js', author='尤雨溪'}}

從輸出結(jié)果可以看出：對(duì)象 sunhw 改變了的屬性 book 的內(nèi)容， 對(duì)對(duì)象 sungm 造成了影響。因?yàn)閮蓚€(gè)對(duì)象的 book 屬性保存的是同一個(gè)引用，造成這種差異是由于對(duì)象進(jìn)行了淺拷貝。

進(jìn)行深拷貝示例：

Person implements Cloneable {

    private String name;
    private Book book;

    //省略 constructor 、 getter 、 setter 方法

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        Person person = (Person) super.clone();
        person.book = (Book) book.clone();
        return person;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", book=" + book +
                '}';
    }
}

class Book implements Cloneable{

    private String bookName;
    private String author;

    //省略 constructor 、 getter 、 setter 方法

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Book{" +
                "bookName='" + bookName + '\'' +
                ", author='" + author + '\'' +
                '}';
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Book effectiveJava = new Book("Effective Java", "Joshua Bloch");
        Person sungm = new Person("sungm", effectiveJava);
        Person sunhw = (Person) sungm.clone();

        System.out.println("對(duì)象 sungm 的信息：" + sungm);
        System.out.println("對(duì)象 sunhw 的信息：" + sunhw);
        System.out.println("對(duì)象 sungm 與對(duì)象 sunhw 是否相等：" + (sungm == sunhw));

        System.out.println("-----------------------------------------");

        //改變對(duì)象 sunhw 的 book 屬性
        sunhw.getBook().setBookName("Vue.js");
        sunhw.getBook().setAuthor("尤雨溪");
        System.out.println("對(duì)象 sunhw 的信息：" + sunhw);
        System.out.println("對(duì)象 sungm 的信息：" + sungm);
    }
}

/*運(yùn)行結(jié)果*/
對(duì)象 sungm 的信息：Person{name='sungm', book=Book{bookName='Effective Java', author='Joshua Bloch'}}
對(duì)象 sunhw 的信息：Person{name='sungm', book=Book{bookName='Effective Java', author='Joshua Bloch'}}
對(duì)象 sungm 與對(duì)象 sunhw 是否相等：false 
-----------------------------------------
對(duì)象 sunhw 的信息：Person{name='sungm', book=Book{bookName='Vue.js', author='尤雨溪'}}
對(duì)象 sungm 的信息：Person{name='sungm', book=Book{bookName='Effective Java', author='Joshua Bloch'}}

說明：進(jìn)行深拷貝一般有2中方式
（1）將屬性對(duì)象實(shí)現(xiàn) java.lang.Cloneable 接口并重寫 clone 方法，然后在原始類中修改 clone方法。
（2）實(shí)現(xiàn) java.io.Serializable 接口，通過序列化和反序列號(hào)拷貝對(duì)象。

2. hashCode 方法

返回對(duì)象的 Hash 值 （也稱散列碼）。對(duì)象的散列碼是為了更好的支持基于哈希機(jī)制的 Java 集合類，例如：HashMap、HashSet、HashTable。

2.1 通用約定

（1）在 Java 程序執(zhí)行期間，多次調(diào)用該方法應(yīng)該返回相同的值，前提是未修改在 equals 方法中使用的信息。
（2）如果 2 個(gè)對(duì)象通過 equals 方法判定為 2 個(gè)對(duì)象相等、那么他們返回的 Hash 值也應(yīng)該相等。
（3）對(duì)于 2 個(gè)對(duì)象來說，如果使用 equals 方法返回 false，那么這兩個(gè)對(duì)象的 hashCode 值不要求一定不同（可以相同，可以不同），但是如果不同則可以提高應(yīng)用的性能。
（4）對(duì)于 Object 類來說，不同 Object 對(duì)象的 hash 值是不同的、其 hash 值返回的是內(nèi)存地址。

說明：鑒于第 （2） 條約定，如果重寫了 equals 方法，那就要求重寫 hashCode 方法。

3. equals 方法

判斷兩個(gè)對(duì)象是否相等。僅當(dāng)兩個(gè)對(duì)象引用的是同一個(gè)內(nèi)存地址，即同一個(gè)對(duì)象，該方法返回 true。若不滿足指向同一個(gè)內(nèi)存地址、即使兩個(gè)對(duì)象的內(nèi)容相同，也會(huì)返回 false。

源碼：

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

規(guī)則：
（1）自反性：對(duì)于任意非空對(duì)象， x.equals(x) 應(yīng)該返回 true
（2）對(duì)稱性：對(duì)于任意非空對(duì)象，若 x.equals(y) 返回 true，則 y.equals(x) 也應(yīng)該返回 true
（3）傳遞性：對(duì)于任意非空對(duì)象，若 x.equals(y) 返回 true、y.equals(z) 也返回 true ，則 x.equals(z) 也應(yīng)該返回 true
（4）一致性：若 x.equals(y) 返回 true，那第二次、第三次調(diào)用也應(yīng)該返回 true，前提是未修改兩個(gè)對(duì)象。

4. toString 方法

返回對(duì)象的字符串表現(xiàn)形式（類全名及無符號(hào)十六進(jìn)制的 Hash 值）。API 建議所有的子類都重寫該方法。

源碼：

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

5. finalize 方法

該方法自 Java 9 之后被廢棄。

源碼：

@Deprecated(since="9") protected void finalize() throws Throwable { }

說明：該方法并非一兩句話能解釋清楚，這里引入一篇博客、可供參考學(xué)習(xí)。http://www.itdecent.cn/p/9d2788fffd5f

6. getClass 方法

返回運(yùn)行時(shí)該對(duì)象的 class 對(duì)象，返回的 class 對(duì)象是被表示對(duì)象的類的 static synchronized 方法鎖定的對(duì)象。

該方法一般常見于反射技術(shù)。

7. wait 方法

導(dǎo)致當(dāng)前線程等待，可設(shè)置等待的毫秒數(shù)，知道其他線程調(diào)用 notify 方法或者調(diào)用該對(duì)象的 notifyAll 方法喚醒該線程。

源碼：

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

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

8. notify 方法

喚醒正在此對(duì)象的監(jiān)聽器上等待的單個(gè)線程。如果該對(duì)象的監(jiān)聽器等待的線程存在多個(gè)、則喚醒其中一個(gè)線程，該線程的喚醒是隨機(jī)的。

源碼：

@HotSpotIntrinsicCandidate public final native void notify();

9. notifyAll 方法

喚醒正在此對(duì)象的監(jiān)聽器上等待的所有線程。

源碼：

@HotSpotIntrinsicCandidate public final native void notifyAll();
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