JDK源码解析之 Java.lang.Object

Object类是Java中其他所有类的祖先，没有Object类Java面向对象无从谈起。作为其他所有类的基类，Object具有哪些属性和行为，是Java语言设计背后的思维体现。

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:

1、类构造器public Object();

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。

2、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。

既然如此，可能有人会问，registerNatives()修饰符为private，且并没有执行，作用何以达到？其实，在Java源码中，此方法的声明后有紧接着一段静态代码块：

1 private static native void registerNatives();
2 static {
3     registerNatives();
4 }

3、protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;

clone()方法又是一个被声明为native的方法，因此，我们知道了clone()方法并不是Java的原生方法，具体的实现是有C/C++完成的。clone英文翻译为"克隆"，其目的是创建并返回此对象的一个副本，而克隆出来的副本与原来的对象没有任何关系的。Java术语表述为：clone函数返回的是一个引用，指向的是新的clone出来的对象，此对象与原对象分别占用不同的堆空间。

4、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"。

5、public boolean equals(Object obj);

Object类中关于equals()方法的定义：

1 public boolean equals(Object obj) {
2     return (this == obj);
3 }

由此可见，Object原生的equals()方法内部调用的正是==，与==具有相同的含义。既然如此，为什么还要定义此equals()方法？

equlas()方法的正确理解应该是：判断两个对象是否相等。那么判断对象相等的标尺又是什么？

如上，在object类中，此标尺即为==。当然，这个标尺不是固定的，其他类中可以按照实际的需要对此标尺含义进行重定义。如String类中则是依据字符串内容是否相等来重定义了此标尺含义。如此可以增加类的功能型和实际编码的灵活性。当然了，如果自定义的类没有重写equals()方法来重新定义此标尺，那么默认的将是其父类的equals()，直到object基类。

6、public native int hashCode();

hashCode()方法返回一个整形数值，表示该对象的哈希码值。

hashCode()具有如下约定：

1).在Java应用程序程序执行期间，对于同一对象多次调用hashCode()方法时，其返回的哈希码是相同的，前提是将对象进行equals比较时所用的标尺信息未做修改。在Java应用程序的一次执行到另外一次执行，同一对象的hashCode()返回的哈希码无须保持一致；

2).如果两个对象相等（依据：调用equals()方法），那么这两个对象调用hashCode()返回的哈希码也必须相等；

3).反之，两个对象调用hasCode()返回的哈希码相等，这两个对象不一定相等。

即严格的数学逻辑表示为：两个对象相等 <=> equals()相等 => hashCode()相等。因此，重写equlas()方法必须重写hashCode()方法，以保证此逻辑严格成立，同时可以推理出：hasCode()不相等 => equals（）不相等 <=> 两个对象不相等。

可能有人在此产生疑问：既然比较两个对象是否相等的唯一条件（也是冲要条件）是equals，那么为什么还要弄出一个hashCode()，并且进行如此约定，弄得这么麻烦？

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）

在此需要纠正一个理解上的误区：对象的hashCode()返回的不是对象所在的物理内存地址。甚至也不一定是对象的逻辑地址，hashCode()相同的两个对象，不一定相等，换言之，不相等的两个对象，hashCode()返回的哈希码可能相同。

7、public String toString();

toString()方法返回该对象的字符串表示。先看一下Object中的具体方法体：

1 public String toString() {
2    return getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(hashCode());
3 }

toString()方法我们会经常用到，即使没有显式调用，但当我们使用System.out.println(obj)时，其内部也是通过toString()来实现的

toString()是由对象的类型和其哈希码唯一确定，同一类型但不相等的两个对象分别调用toString()方法返回的结果可能相同。

8/9/10/11/12、wait(…) / notify() / notifyAll()

wait()、notify/notifyAll() 方法是Object的本地final方法，无法被重写。这几个方法主要用于java多线程之间的协作.

wait()：调用此方法所在的当前线程等待，直到在其他线程上调用此方法的主调（某一对象）的notify()/notifyAll()方法。

notify/notifyAll() 的执行只是唤醒沉睡的线程，而不会立即释放锁，锁的释放要看代码块的具体执行情况。

wait(long timeout)/wait(long timeout, int nanos)：调用此方法所在的当前线程等待，直到在其他线程上调用此方法的主调（某一对象）的notisfy()/notisfyAll()方法，或超过指定的超时时间量。

notify()/notifyAll()：唤醒在此对象监视器上等待的单个线程/所有线程。

wait(…) / notify() | notifyAll()一般情况下都是配套使用。

13、protected void finalize();

finalize方法主要与Java垃圾回收机制有关。首先我们看一下finalized方法在Object中的具体定义：

1 protected void finalize() throws Throwable { }

我们发现Object类中finalize方法被定义成一个空方法，为什么要如此定义呢？finalize方法的调用时机是怎么样的呢？

首先，Object中定义finalize方法表明Java中每一个对象都将具有finalize这种行为，其具体调用时机在：JVM准备对此对形象所占用的内存空间进行垃圾回收前，将被调用。由此可以看出，此方法并不是由我们主动去调用的（虽然可以主动去调用，此时与其他自定义方法无异）。