深入研究java.lang.Object类

标签：java   object   equals   tostring   wait   

前言：Java的类库日益庞大，所包含的类和接口也不计其数。但其中有一些非常重要的类和接口，是Java类库中的核心部分。常见的有String、Object、Class、Collection、ClassLoader、System、Runtime...，掌握类是灵活Java这门语言的基础。而这些类一般都很好理解和运用，需要做深入的研究和实践才能掌握。

一、概述：
       Object类是所有Java类的祖先。每个类都使用 Object 作为超类。所有对象（包括数组）都实现这个类的方法。
在不明确给出超类的情况下，Java会自动把Object作为要定义类的超类。
      可以使用类型为Object的变量指向任意类型的对象。
      Object类有一个默认构造方法pubilc Object()，在构造子类实例时，都会先调用这个默认构造方法。
      Object类的变量只能用作各种值的通用持有者。要对他们进行任何专门的操作，都需要知道它们的原始类型并进行类型转换。例如：
      Object obj = new MyObject();
      MyObject x = (MyObject)obj;

二、API预览
    Object()
    默认构造方法
    clone() 
    创建并返回此对象的一个副本。 
    equals(Object obj) 
    指示某个其他对象是否与此对象“相等”。 
    finalize() 
    当垃圾回收器确定不存在对该对象的更多引用时，由对象的垃圾回收器调用此方法。 
    getClass() 
    返回一个对象的运行时类。 
    hashCode() 
    返回该对象的哈希码值。 
    notify() 
    唤醒在此对象监视器上等待的单个线程。 
    notifyAll() 
    唤醒在此对象监视器上等待的所有线程。 
    toString() 
    返回该对象的字符串表示。 
    wait() 
    导致当前的线程等待，直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法。 
    wait(long timeout) 
    导致当前的线程等待，直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法，或者超过指定的时间量。 
    wait(long timeout, int nanos) 
    导致当前的线程等待，直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法，或者其他某个线程中断当前线程，或者已超过某个实际时间量。

三、方法使用说明
1、equals()方法：用于测试某个对象是否同另一个对象相等。它在Object类中的实现是判断两个对象是否指向同一块内存区域。这中测试用处不大，因为即使内容相同的对象，内存区域也是不同的。如果想测试对象是否相等，就需要覆盖此方法，进行更有意义的比较。例如
class Employee{
... //此例子来自《java核心技术》卷一
    public boolean equals(Object otherObj){
        //快速测试是否是同一个对象
        if(this == otherObj) return true;
        //如果显式参数为null，必须返回false
        if(otherObj == null) reutrn false;
        //如果类不匹配，就不可能相等
        if(getClass() != otherObj.getClass()) return false;
        
        //现在已经知道otherObj是个非空的Employee对象
        Employee other = (Employee)otherObj;

        //测试所有的字段是否相等
        return name.equals(other.name)
            && salary == other.salary
            && hireDay.equals(other.hireDay);
    }
}
Java语言规范要求equals方法具有下面的特点：
自反性：对于任何非空引用值 x，x.equals(x) 都应返回 true。 
对称性：对于任何非空引用值 x 和 y，当且仅当 y.equals(x) 返回 true 时，x.equals(y) 才应返回 true。 
传递性：对于任何非空引用值 x、y 和 z，如果 x.equals(y) 返回 true，并且 y.equals(z) 返回 true，那么 x.equals(z) 应返回 true。 
一致性：对于任何非空引用值 x 和 y，多次调用 x.equals(y) 始终返回 true 或始终返回 false，前提是对象上 equals 比较中所用的信息没有被修改。 
对于任何非空引用值 x，x.equals(null) 都应返回 false。

从这里看出，上面的例子是Java规范的equals方法的标准实现，推荐用上面例子的写法实现类的equals方法。

2、toString()：返回该对象的字符串表示。Object类中的toString()方法会打印出类名和对象的内存位置。几乎每个类都会覆盖该方法，以便打印对该对象当前状态的表示。大多数（非全部）toString()方法都遵循如下格式：类名[字段名＝值，字段名＝值...]，当然，子类应该定义自己的toString()方法。例如：

public String toString(){
    reurn "Employee[name=" + name + ",salary=" + salary + ",hireDay=" + hireDay + "]";
}
toString()方法是非常重要的调试工具，很多标准类库中的类都定义了toString()方法，以便程序员获得有用的调试信息。

3、clone():创建并返回此对象的一个副本。“副本”的准确含义可能依赖于对象的类。这样做的目的是，对于任何对象 x，

表达式： x.clone() != x为 true，表达式： x.clone().getClass() == x.getClass()也为 true，但这些并非必须要满足的要求。

一般情况下： x.clone().equals(x)为 true，但这并非必须要满足的要求。

4、notify():唤醒在此对象监视器上等待的单个线程。如果所有线程都在此对象上等待，则会选择唤醒其中一个线程。选择是任意性的，并在对实现做出决定时发生。线程通过调用其中一个 wait 方法，在对象的监视器上等待。 
    直到当前线程放弃此对象上的锁定，才能继续执行被唤醒的线程。被唤醒的线程将以常规方式与在该对象上主动同步的其他所有线程进行竞争；例如，唤醒的线程在作为锁定此对象的下一个线程方面没有可靠的特权或劣势。 

此方法只应由作为此对象监视器的所有者的线程来调用。通过以下三种方法之一，线程可以成为此对象监视器的所有者：

• 通过执行此对象的同步实例方法。
• 通过执行在此对象上进行同步的 synchronized 语句的正文。
• 对于 Class 类型的对象，可以通过执行该类的同步静态方法。

一次只能有一个线程拥有对象的监视器。 

直到当前线程放弃此对象上的锁定，才能继续执行被唤醒的线程。被唤醒的线程将以常规方式与在该对象上主动同步的其他所有线程进行竞争；例如，唤醒的线程在作为锁定此对象的下一个线程方面没有可靠的特权或劣势。  

6、wait(long timeout)：在其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法，或者超过指定的时间量前，导致当前线程等待。 
当前线程必须拥有此对象监视器。 
此方法导致当前线程（称之为 T）将其自身放置在对象的等待集中，然后放弃此对象上的所有同步要求。出于线程调度目的，在发生以下四种情况之一前，线程 T 被禁用，且处于休眠状态： 

• 其他某个线程调用此对象的 notify 方法，并且线程 T 碰巧被任选为被唤醒的线程。 
• 其他某个线程调用此对象的 notifyAll 方法。 
• 其他某个线程中断线程 T。 
• 大约已经到达指定的实际时间。但是，如果 timeout 为零，则不考虑实际时间，在获得通知前该线程将一直等待。 然后，从对象的等待集中删除线程 T，并重新进行线程调度。然后，该线程以常规方式与其他线程竞争，以获得在该对象上同步的权利；一旦获得对该对象的控制权，该对象上的所有其同步声明都将被恢复到以前的状态，这就是调用 wait 方法时的情况。然后，线程 T 从 wait 方法的调用中返回。所以，从 wait 方法返回时，该对象和线程 T 的同步状态与调用 wait 方法时的情况完全相同。 

7、wait(long timeout,  int nanos)：在其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法，或者其他某个线程中断当前线程，或者已超过某个实际时间量前，导致当前线程等待。 

当前线程必须拥有此对象监视器。该线程发布对此监视器的所有权，并等待下面两个条件之一发生： 

• 其他线程通过调用 notify 方法，或 notifyAll 方法通知在此对象的监视器上等待的线程醒来。 
• timeout 毫秒值与 nanos 毫微秒参数值之和指定的超时时间已用完。 

8、wait()：在其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法前，导致当前线程等待。换句话说，此方法的行为就好像它仅执行 wait(0) 调用一样。 

当前线程必须拥有此对象监视器。该线程发布对此监视器的所有权并等待，直到其他线程通过调用 notify 方法，或 notifyAll 方法通知在此对象的监视器上等待的线程醒来。然后该线程将等到重新获得对监视器的所有权后才能继续执行。 

对于某一个参数的版本，实现中断和虚假唤醒是可能的，而且此方法应始终在循环中使用： 
synchronized (obj) {
while (<condition does not hold>)
obj.wait();
... // Perform action appropriate to condition
}

9、finalize()：当垃圾回收器确定不存在对该对象的更多引用时，由对象的垃圾回收器调用此方法。子类重写 finalize 方法，以配置系统资源或执行其他清除。 
finalize 的常规协定是：当 JavaTM 虚拟机已确定尚未终止的任何线程无法再通过任何方法访问此对象时，将调用此方法，除非由于准备终止的其他某个对象或类的终结操作执行了某个操作。finalize 方法可以采取任何操作，其中包括再次使此对象对其他线程可用；不过，finalize 的主要目的是在不可撤消地丢弃对象之前执行清除操作。例如，表示输入/输出连接的对象的 finalize 方法可执行显式 I/O 事务，以便在永久丢弃对象之前中断连接。

Object 类的 finalize 方法执行非特殊性操作；它仅执行一些常规返回。Object 的子类可以重写此定义。 

Java 编程语言不保证哪个线程将调用某个给定对象的 finalize 方法。但可以保证在调用 finalize 时，调用 finalize 的线程将不会持有任何用户可见的同步锁定。如果 finalize 方法抛出未捕获的异常，那么该异常将被忽略，并且该对象的终结操作将终止。 

在启用某个对象的 finalize 方法后，将不会执行进一步操作，直到 Java 虚拟机再次确定尚未终止的任何线程无法再通过任何方法访问此对象，其中包括由准备终止的其他对象或类执行的可能操作，在执行该操作时，对象可能被丢弃。 

对于任何给定对象，Java 虚拟机最多只调用一次 finalize 方法。 

finalize 方法抛出的任何异常都会导致此对象的终结操作停止，但可以通过其他方法忽略它。

深入研究java.lang.Object类

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