嗯？

在后臺經(jīng)常會收到這樣一類私信，大致是這樣描述的：

image

看來關(guān)于「程序員找對象」這個話題，非常有必要用一篇文章來專門梳理和歸納一下了。

image

擇日不如撞日，今天就把這件事情給安排了吧。

可以說，方法多得很！

new一個對象

用關(guān)鍵字new進(jìn)行對象的創(chuàng)建，幾乎是寫代碼時最常用的操作之一了，比如：

Sheep sheep1 = new Sheep();
Sheep sheep2 = new Sheep( "codesheep", 18, 65.0f );

通過new的方式，我們可以調(diào)用類的無參或者有參構(gòu)造方法來實(shí)例化出一個對象。

表面上看，簡簡單單new一下對象就有了，但面試時如果僅僅答到這一層，大概率會撲街，因?yàn)楸冗@個更重要的是new對象時的原理和流程，因?yàn)?code>JVM這個牽線紅娘在背后默默地幫我們做了很多工作。

說到new一個對象的具體流程，用一張圖可大致描述成如下所示：

image

1. 首先，當(dāng)我們new一個對象時，比如Sheep sheep = new Sheep()，JVM首先就回去檢查Sheep這個符號引用所代表的類是否已經(jīng)被加載過，如果沒有就要執(zhí)行對應(yīng)類的加載過程；
2. 聲明類型引用很簡單，比如Sheep sheep = new Sheep()就會聲明一個Sheep類型的引用sheep；
3. 第一步類加載完成以后，對象所需的內(nèi)存大小其實(shí)就已經(jīng)確定下來了，接下來JVM就會在堆上為對象分配內(nèi)存；
4. 所謂的屬性“0”值初始化非常好理解，即為實(shí)例化對象的各個屬性賦上默認(rèn)初始化“0”值，比如int的初始化0值就是0，而一個對象的初始化0值就是null；
5. 接下來JVM會進(jìn)行對象頭的設(shè)置，這里面就主要包括對象的運(yùn)行時數(shù)據(jù)（比如Hash碼、分代年齡、鎖狀態(tài)標(biāo)志、鎖指針、偏向線程ID、偏向時間戳等）以及類型指針（JVM通過該類型指針來確定該對象是哪個類的實(shí)例）；
6. 屬性的顯示初始化也好理解，比如定義一個類的時候，針對某個屬性字段手動的賦值，如：private String name = "codesheep"; 就在這時候給初始化上；
7. 最后是調(diào)用類的構(gòu)造方法來進(jìn)行進(jìn)行構(gòu)造方法內(nèi)描述的初始化動作。

應(yīng)該說，經(jīng)過了這一系列步驟，一個新的可用對象方才得以誕生。

反射出一個對象

學(xué)過Java反射機(jī)制的都知道，只要能拿到類的Class對象，就可以通過強(qiáng)大的反射機(jī)制來創(chuàng)造出實(shí)例對象了。

拿到Class對象有三種方式：

• 類名.class
• 對象名.getClass()
• Class.forName(全限定類名)

有了Class對象之后，接下來就可以調(diào)用其newInstance()方法來創(chuàng)建一個對象，就像這樣：

Sheep sheep3 = (Sheep) Class.forName( "cn.codesheep.article.obj.Sheep" )
                             .newInstance();
Sheep sheep4 = Sheep.class.newInstance();

當(dāng)然，這種方式的局限性也有目共睹，因?yàn)槭褂玫氖穷惖?strong>無參構(gòu)造方法來創(chuàng)建的對象。

所以比這個更進(jìn)一步的方式是通過java.lang.relect.Constructor這個類的newInstance()方法來創(chuàng)建對象，因?yàn)樗梢悦鞔_指定某個構(gòu)造器來創(chuàng)建對象。

比如，在我們拿到了類的Class對象后，就可以通過getDeclaredConstructors()函數(shù)來獲取到類的所有構(gòu)造函數(shù)列表，這樣我們就可以調(diào)用對應(yīng)的構(gòu)造函數(shù)來創(chuàng)建對象了，就像這樣：

Constructor<?>[] constructors = Sheep.class.getDeclaredConstructors();
Sheep sheep5 = (Sheep) constructors[0].newInstance(); 
Sheep sheep6 = (Sheep) constructors[1].newInstance( "codesheep", 18, 65.1f );

而且，如果我們想明確獲取類的某個構(gòu)造函數(shù)，也可以在getDeclaredConstructors()函數(shù)里直接指定構(gòu)造函數(shù)傳參類型來精確控制，就像這樣：

Constructor constructor = Sheep.class.getDeclaredConstructor( String.class, Integer.class, Float.class );
Sheep sheep7 = (Sheep) constructor.newInstance( "codesheep", 18, 65.2f );

克隆出一個對象

對象克隆在我們?nèi)粘懘a的時候基本上是剛性需求，基于一個對象克隆出另一個對象，這也是寫Java代碼時十分常見的操作。

關(guān)于對象拷貝這一知識點(diǎn)，之前我已經(jīng)寫過了，詳細(xì)梳理過一篇：《一個工作三年的同事，居然還搞不清深拷貝、淺拷貝...》，里面詳細(xì)梳理了對象賦值、拷貝、深拷貝、淺拷貝等系列知識點(diǎn)，本文便不再贅述了。

反序列化出一個對象

關(guān)于對象「序列化和反序列化」這個知識點(diǎn)，重要且有用，但聽很多朋友反映初學(xué)時有點(diǎn)糊。當(dāng)我們作序列化和反序列化操作時，背后也會創(chuàng)建對象，關(guān)于「序列化和反序列化」這個知識點(diǎn)的詳細(xì)理解+梳理，之前我也寫過了，鏈接在此：序列化/反序列化，我忍你很久了，淦！。

Unsafe黑魔法

Unsafe類這個名字一聽就有點(diǎn)懸了，的確，我們平時的業(yè)務(wù)代碼里接觸得好像并不多。

我們都知道寫Java代碼，很少會去操作位于底層的一些資源，比如內(nèi)存等這些。而位于sun.misc.Unsafe包路徑下的Unsafe類提供了一種直接訪問系統(tǒng)資源的途徑和方法，可以進(jìn)行一些底層的操作。比如借助Unsafe我們就可以分配內(nèi)存、創(chuàng)建對象、釋放內(nèi)存、定位對象某個字段的內(nèi)存位置甚至并修改它等等。

可見這玩意誤用時的破壞力是很大的，所以一般也都是受控使用的。業(yè)務(wù)代碼里很少能看到它的身影，但是JDK內(nèi)部的一些諸如io、nio、juc等包中的代碼里還是有不少關(guān)于它的身影存在的。

Unsafe類中有一個allocateInstance()方法，通過其就可以創(chuàng)建一個對象。為此我們只需要獲取到一個Unsafe類的實(shí)例對象，我們自然就可以調(diào)用allocateInstance()來創(chuàng)建對象了。

那如何才能獲取到一個Unsafe類的實(shí)例對象呢？

大致瞅一眼Unsafe類的源碼我們就會發(fā)現(xiàn)，它是一個單例類，其構(gòu)造方法是私有的，所以直接構(gòu)造是不太現(xiàn)實(shí)了：

public final class Unsafe {

    private static final Unsafe theUnsafe;

    // ... 省略 ...

    private static native void registerNatives();

    private Unsafe() {
    }
    
    @CallerSensitive
    public static Unsafe getUnsafe() {
        Class var0 = Reflection.getCallerClass();
        if (!VM.isSystemDomainLoader(var0.getClassLoader())) {
            throw new SecurityException("Unsafe");
        } else {
            return theUnsafe;
        }
    }
    
    // ... 省略 ...
    
}

而且獲取單例對象的入口函數(shù)getUnsafe()上也做了特殊標(biāo)記，意思是只能從引導(dǎo)加載的類才可以調(diào)用該方法，這意味著該方法也是供JVM內(nèi)部使用的，外部代碼直接使用會報類似這樣的異常：

Exception in thread "main" java.lang.SecurityException: Unsafe

走投無路，我們只能再次重拾強(qiáng)大的反射機(jī)制來創(chuàng)建Unsafe類的實(shí)例了：

Field f = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
f.setAccessible(true);
Unsafe unsafe = (Unsafe) f.get(null);

然后接下來我們就可以愉快地利用它來創(chuàng)建對象了：

Sheep sheep8 = (Sheep) unsafe.allocateInstance( Sheep.class );

對象的隱式創(chuàng)建場景

當(dāng)然除了上述這幾種顯式地對象創(chuàng)建場景之外，還有一些我們并沒有進(jìn)行手動對象創(chuàng)建的隱式場景，舉幾個常見例子。

Class類實(shí)例隱式創(chuàng)建

我們都知道JVM虛擬機(jī)在加載一個類的時候，也都會創(chuàng)建一個類對應(yīng)的Class實(shí)例對象，很明顯這一過程是JVM偷偷地背著我們干的。

字符串隱式對象創(chuàng)建

典型的，比如定義一個String類型的字面變量時，就可能會引起一個新的String對象的創(chuàng)建，就像這樣：

String name = "codesheep";

還常見的比如String的+號連接符也會隱式地導(dǎo)致新String對象的創(chuàng)建等：

String str = str1 + str2;

自動裝箱機(jī)制

這種例子也有很多，比如在執(zhí)行類似如下代碼時：

Integer codeSheepAge = 18;

其觸發(fā)的自動裝箱機(jī)制就會導(dǎo)致一個新的包裝類型的對象在后臺被隱式地創(chuàng)建出來。

函數(shù)可變參數(shù)

比如像下面這樣，當(dāng)我們使用可變參數(shù)語法int... nums來描述一個函數(shù)的入?yún)r：

public double avg( int... nums ) {
    double sum = 0;
    int length = nums.length;
    for (int i = 0; i<length; ++i) {
        sum += nums[i];
    }
    return sum/length;
}

從表面上看，函數(shù)的調(diào)用處可以傳入各種離散參數(shù)參與計(jì)算：

avg( 2, 2, 4 );
avg( 2, 2, 4, 4 );
avg( 2, 2, 4, 4, 5, 6 );

而背地里可能會隱式地產(chǎn)生一個對應(yīng)的數(shù)組對象進(jìn)行計(jì)算。

總而總之，很多場景下對象的隱式創(chuàng)建也是數(shù)見不鮮，我們最起碼要做到心中大致有數(shù)。

后 記

所以看完文章，再回到文章開頭提到的問題，你還覺得Java程序員搞對象是件難事嗎？這么多花里胡哨的對象生成法還不夠你用的么。

image

咳咳，玩笑歸玩笑，這其實(shí)是面試時最常問到的基礎(chǔ)問題之一。有時候面試官冷不丁問一句：“在Java里，你有哪些方式可以創(chuàng)建一個對象呢？”。所以針對該問題，這篇來好好梳理和歸納一下。

好啦，一個小小的對象創(chuàng)建就能扯出這么多的花樣，好在經(jīng)過一番梳理和總結(jié)，也更便于掌握和理解了。

就這樣吧，下篇見。