Java读源码之Object
2024-08-30 15:45:23
前言
JDK版本: 1.8
最近想看看jdk源码提高下技术深度（比较闲），万物皆对象，虽然Object大多native方法但还是很重要的。
源码
package java.lang;
/**
* Java中的始祖，万物皆Object
* @since JDK1.0
*/
public class Object {
private static native void registerNatives();
static {
// 保证在clinit()最先执行，从而调native方法
registerNatives();
}
/**
* 返回运行时的Class类文件，返回的是个泛型，运行时泛型会进行类型擦除，实际返回以自身为边界
* 例如 new HelloWorld().getClass()
* 返回 Class<? extends HelloWorld>
*/
public final native Class<?> getClass();
/**
* 返回一个hash code整数，主要用于集合类使用，例如HashMap
* 多次调用返回值必须一样，但是同一个应用执行了多份的时候，不保证多个执行中值相等
* 如果两个对象调equels方法返回ture，那么hash code值一定相等（所以重写equels方法一定要重写hashCode方法）
* 如果两个对象调equels方法返回false，hash code值不一定不相等，但是我们重写hashCode方法时，应该尽量做到不等，从而减少hash碰撞
* 不同虚拟机的实现不太一样，但是主要是根据对象的内存地址来计算的
*/
public native int hashCode();
/**
* 对于非空的对象进行逻辑上是否相等的比较，默认是比较的内存地址
* 再次强调哈哈，如果两个对象调equels方法返回ture，那么hash code值一定相等（所以重写equels方法一定要重写hashCode方法）
* 四大特性（1）reflexive自反性（2）symmetric对称性（3）transitive传递性（4）consistent一致性
*/
public boolean equals(Object obj) {
return (this == obj);
}
/**
* 返回一个当前对象的副本，一般需要满足如下性质：
* x.clone() != x
* x.clone().getClass() == x.getClass()
* x.clone().equals(x)
* 可以根据需要实现浅拷贝和深拷贝，一般是浅拷贝
* @throws CloneNotSupportedException Object没有实现Cloneable接口，本身是不能使用clone方法的，其子类调用clone方法会抛出此异常.只有实现了Cloneable才能正常使用
* @see java.lang.Cloneable
*/
protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;
/**
* 返回一个对象的字符串表示
* 建议所有类都重写这个方法，因为不直观
* 字符串内容，类名加上hash code转成16进制
*/
public String toString() {
return getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(hashCode());
}
/**
* 用于随机唤醒一个在对象等待池中的线程
* 被唤醒的线程不会立刻拿到对象的监视器锁，而是和其他在线程共同竞争，拿到锁之后恢复到调用wait方法时的同步状态
* 同一时间只有一个线程能拿到监视器锁
*
* @throws IllegalMonitorStateException 如果当前执行notify方法的线程没拿到对象的监视器锁
*/
public final native void notify();
/**
* 一次唤醒所有等待池中的线程，其他和notify方法一样
*/
public final native void notifyAll();
/**
* 持有对象监视器的线程可以执行awit方法把自己放入等待池中，并且放弃持有该对象的所有同步资源，不会放弃获取的其他对象的同步资源
* 有四种情况线程可以逃出等待池：
* 其他线程调用notify方法
* 其他线程调用notifyAll方法
* 其他线程调用interrupts方法
* 超时时间到了
* 逃出等待池拿到锁之后恢复到调用wait方法时的同步状态
* 特别强调，如果因为interrupts逃出了等待池，不会立刻抛出InterruptedException，需要等到线程拿到锁
* 由于偶尔会发生伪唤醒（没有调用notify或interrupts也没超时），所以我们在编码时应该如下例：
* synchronized (obj) {
* while (<condition does not hold>)
* obj.wait(timeout);
* ... // Perform action appropriate to condition
* }
* @param timeout 在等待池中的最长等待时间，时间到了就出狱了，如果值为0，则无期徒刑等待保释
* @throws IllegalArgumentException 超时时间是负数
* @throws IllegalMonitorStateException 当前线程没有拿到监视器锁
* @throws InterruptedException 中断位为true
*/
public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException;
/**
* 提供纳秒级别的等待控制，其他同wait(long timeout)
* @param nanos 额外的纳秒时间
* 0-999999.
* @throws IllegalArgumentException timeout是负数，nanos是负数或者大于999999.
*/
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);
}
/**
* 和上面wait(long timeout)方法一样，只是没有超时时间
*/
public final void wait() throws InterruptedException {
wait(0);
}
/**
* 当垃圾收集器判断此对象没有被任何引用，是垃圾对象了，由垃圾收集器执行此方法销毁对象，所以何时执行是不确定的
* JVM保证垃圾收集器调用此方法时候，该对象的锁不被任何线程持有了
* finalize方法只会被执行一次，所以我们可以重写此方法特定一些清除工作，或者给对象一次复活机会，但是不建议重写此方法
* @throws Throwable the {@code Exception} raised by this method
* @see java.lang.ref.WeakReference
* @see java.lang.ref.PhantomReference
*/
protected void finalize() throws Throwable { }
}
实践
clone()
public class ObjectCloneTest {
/**
* 不实现 Cloneable 接口
*
* 输出：
* Exception in thread "main" java.lang.CloneNotSupportedException: study.ObjectCloneTest$Obj
* at java.lang.Object.clone(Native Method)
* at study.ObjectCloneTest$Obj.main(ObjectCloneTest.java:24)
*/
private static class Obj {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
Obj o1 = new Obj();
Object o2 = o1.clone();
}
}
/**
* 实现 Cloneable 接口，从结果看出默认实现是浅拷贝
*
* 输出：
* 两个对象地址相同么
* false
* 两个对象的属性地址相同么
* true
* 改变其中一个属性会变么？
* [1, 2]
* [1, 2]
*/
private static class ObjShallowCopy implements Cloneable {
private List<String> list = new ArrayList<>();
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
return super.clone();
}
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
ObjShallowCopy o1 = new ObjShallowCopy();
o1.list.add("1");
ObjShallowCopy o2 = (ObjShallowCopy) o1.clone();
System.out.println("两个对象地址相同么");
System.out.println(o1 == o2);
System.out.println("两个对象的属性地址相同么");
System.out.println(o1.list == o2.list);
System.out.println("改变其中一个属性会变么？");
o2.list.add("2");
System.out.println(o1.list.toString());
System.out.println(o2.list.toString());
}
}
/**
* 实现 Cloneable 接口，比较笨拙的做了一层深拷贝，只为了演示，深拷贝也可以通过序列号等方式实现
*
* 输出：
* 两个对象地址相同么
* false
* 两个对象的属性地址相同么
* false
* 改变其中一个属性会变么？
* [1]
* [1, 2]
*/
private static class ObjDeepCopy implements Cloneable {
private List<String> list = new ArrayList<>();
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
ObjDeepCopy obj = (ObjDeepCopy) super.clone();
List<String> list = new ArrayList<>(obj.list.size());
list.addAll(obj.list);
obj.list = list;
return obj;
}
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
ObjDeepCopy o1 = new ObjDeepCopy();
o1.list.add("1");
ObjDeepCopy o2 = (ObjDeepCopy) o1.clone();
System.out.println("两个对象地址相同么");
System.out.println(o1 == o2);
System.out.println("两个对象的属性地址相同么");
System.out.println(o1.list == o2.list);
System.out.println("改变其中一个属性会变么？");
o2.list.add("2");
System.out.println(o1.list.toString());
System.out.println(o2.list.toString());
}
}
}
wait() 和 notify()
public class ObjectWaitNotifyTest {
private volatile boolean flag = true;
public static void main(String[] args) {
ObjectWaitNotifyTest obj = new ObjectWaitNotifyTest();
new Thread(() -> {
synchronized (obj) {
System.out.println("绝食!");
while (obj.flag == true) {
try {
obj.wait();
System.out.println("真香!");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}).start();
new Thread(() -> {
synchronized (obj) {
obj.flag = false;
obj.notify();
System.out.println("海底捞走起!");
}
}).start();
/**
* 输出：
* 绝食!
* 海底捞走起!
* 真香!
*/
}
}
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