Java基础:Object类中的方法解析

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概述

Object类是类层次结构的根，Java中所有的类从根本上都继承自这个类。Object类是Java中唯一没有父类的类。其他所有的类，包括标准容器类，比如数组，都继承了Object类中的方法。

Object类位于java.lang包中，java.lang包包含着Java最基础和核心的类，在编译时会自动导入。Object类没有定义属性，一共有13个方法，具体的类定义结构如下图：

Object类中的方法

Java中的每个类都具有定义在Object类中的这些方法。

构造方法

Object()```
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大部分情况下，Java中通过形如 new A(args..)形式创建一个属于该类型的对象。其中A即是类名，A(args..)即此类定义中相对应的构造函数。通过此种形式创建的对象都是通过类中的构造函数完成。为体现此特性，Java中规定：在类定义过程中，对于未定义构造函数的类，默认会有一个无参数的构造函数，作为所有类的基类，Object类自然要反映出此特性，在源码中，未给出Object类构造函数定义，但实际上，此构造函数是存在的。
 
当然，并不是所有的类都是通过此种方式去构建，也自然的，并不是所有的类构造函数都是public。

## private static native void registerNatives();
 
registerNatives函数前面有native关键字修饰，Java中，用native关键字修饰的函数表明该方法的实现并不是在Java中去完成，而是由C/C++去完成，并被编译成了.dll，由Java去调用。方法的具体实现体在dll文件中，对于不同平台，其具体实现应该有所不同。用native修饰，即表示操作系统，需要提供此方法，Java本身需要使用。具体到registerNatives()方法本身，其主要作用是将C/C++中的方法映射到Java中的native方法，实现方法命名的解耦。

## protected Object clone()

Creates and returns a copy of this object.

Object类中的说明是：
``` java
　　protected Object clone() throws CloneNotSupportedException

这个方法比较特殊：
首先，使用这个方法的类必须实现java.lang.Cloneable接口，否则会抛出CloneNotSupportedException异常。
Cloneable接口中不包含任何方法，所以实现它时只要在类声明中加上implements语句即可。

第二个比较特殊的地方在于这个方法是protected修饰的，覆写clone()方法的时候需要写成public，才能让类外部的代码调用。

public final native Class<?> getClass();

getClass()也是一个native方法，返回的是此Object对象的类对象/运行时类对象Class<?>。效果与Object.class相同。

首先解释下”类对象”的概念：在Java中，类是是对具有一组相同特征或行为的实例的抽象并进行描述，对象则是此类所描述的特征或行为的具体实例。作为概念层次的类，其本身也具有某些共同的特性，如都具有类名称、由类加载器去加载，都具有包，具有父类，属性和方法等。于是，Java中有专门定义了一个类，Class，去描述其他类所具有的这些特性，因此，从此角度去看，类本身也都是属于Class类的对象。为与经常意义上的对象相区分，在此称之为”类对象”。

boolean equals(Object obj)

Indicates whether some other object is “equal to” this one.
“==”运算符判断两个引用是否指向同一个对象。==表示的是变量值完成相同（对于基础类型，地址中存储的是值，引用类型则存储指向实际对象的地址）；
equals表示的是对象的内容完全相同，此处的内容多指对象的特征/属性。

对于Object类的equals()方法来说，它判断调用equals()方法的引用于传进来的引用是否一致，即这两个引用是否指向的是同一个对象。

Object类中的equals()方法如下：

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

即Object类中的equals()方法等价于==。

只有当继承Object的类覆写（override）了equals()方法之后，继承类实现了用equals()方法比较两个对象是否相等，才可以说equals()方法与==的不同。

equals()方法需要具有如下特点：

  • 自反性（reflexive）：任何非空引用x，x.equals(x)返回为true。
  • 对称性（symmetric）：任何非空引用x和y，x.equals(y)返回true当且仅当y.equals(x)返回true。
  • 传递性（transitive）：任何非空引用x和y，如果x.equals(y)返回true，并且y.equals(z)返回true，那么x.equals(z)返回true。
  • 一致性（consistent）：两个非空引用x和y，x.equals(y)的多次调用应该保持一致的结果，（前提条件是在多次比较之间没有修改x和y用于比较的相关信息）。
  • 约定：对于任何非空引用x，x.equals(null)应该返回为false。
  • 并且覆写equals()方法时，应该同时覆写hashCode()方法，反之亦然。

int hashCode()

Returns a hash code value for the object.

当你覆写（override）了equals()方法之后，必须也覆写hashCode()方法，反之亦然。

这个方法返回一个整型值（hash code value），如果两个对象被equals()方法判断为相等，那么它们就应该拥有同样的hash code。

Object类的hashCode()方法为不同的对象返回不同的值，Object类的hashCode值表示的是对象的地址。

hashCode的一般性契约（需要满足的条件）如下：

1.在Java应用的一次执行过程中，如果对象用于equals比较的信息没有被修改，那么同一个对象多次调用hashCode()方法应该返回同一个整型值。应用的多次执行中，这个值不需要保持一致，即每次执行都是保持着各自不同的值。
2.如果equals()判断两个对象相等，那么它们的hashCode()方法应该返回同样的值。
3.并没有强制要求如果equals()判断两个对象不相等，那么它们的hashCode()方法就应该返回不同的值。即，两个对象用equals()方法比较返回false，它们的hashCode可以相同也可以不同。但是，应该意识到，为两个不相等的对象产生两个不同的hashCode可以改善哈希表的性能。

WHY?
其实，这主要体现在hashCode()方法的作用上，其主要用于增强哈希表的性能。

以集合类中，以Set为例，当新加一个对象时，需要判断现有集合中是否已经存在与此对象相等的对象，如果没有hashCode()方法，需要将Set进行一次遍历，并逐一用equals()方法判断两个对象是否相等，此种算法时间复杂度为o(n)。通过借助于hasCode方法，先计算出即将新加入对象的哈希码，然后根据哈希算法计算出此对象的位置，直接判断此位置上是否已有对象即可。（注：Set的底层用的是Map的原理实现）

String toString()

Returns a string representation of the object.
当打印引用，如调用System.out.println()时，会自动调用对象的toString()方法，打印出引用所指的对象的toString()方法的返回值，因为每个类都直接或间接地继承自Object，因此每个类都有toString()方法。

Object类中的toString()方法定义如下：

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

wait(…) / notify() / notifyAll()

protected void finalize()

finalize方法主要与Java垃圾回收机制有关。