Java从JDK源码角度对Object进行实例分析

发布时间：2020-05-23 17:46:35 所属栏目：Java 来源：互联网

导读：Object是所有类的父类，也就是说java中所有的类都是直接或者间接继承自Object类。比如你随便创建一个classA，虽然没有明说，但默认是extendsObject的。

Object是所有类的父类，也就是说java中所有的类都是直接或者间接继承自Object类。比如你随便创建一个classA，虽然没有明说，但默认是extendsObject的。

后面的三个点"..."表示可以接受若干不确定数量的参数。老的写法是Objectargs[]这样，但新版本的java中推荐使用...来表示。例如

publicvoidgetSomething(String...strings)(){}

object是java中所有类的父类，也就是说所有的类，不管是自己创建的类还是系统中的类都继承自object类,也就是说所有的类在任何场合都可以代替object类，根据里氏替换原则，子类在任何场合都可以代替其父类，而父类却不一定能代替其子类,java中常说的万物皆对象说的其实就是这个道理!object类体现了oop思想中的多态，继承，封装，抽象四大特性！

object类是所有类的基类，不是数据类型。这个你可以查询jdk文档了解，所有类都继承自Object。

Object...objects这种参数定义是在不确定方法参数的情况下的一种多态表现形式。即这个方法可以传递多个参数，这个参数的个数是不确定的。这样你在方法体中需要相应的做些处理。因为Object是基类，所以使用Object...objects这样的参数形式，允许一切继承自Object的对象作为参数。这种方法在实际中应该还是比较少用的。

Object[]obj这样的形式，就是一个Object数组构成的参数形式。说明这个方法的参数是固定的，是一个Object数组，至于这个数组中存储的元素，可以是继承自Object的所有类的对象。

这些基础东西建议你多看几遍"Thinkinjava"

Java的Object是所有其他类的父类，从继承的层次来看它就是最顶层根，所以它也是唯一一个没有父类的类。它包含了对象常用的一些方法，比如getClass、hashCode、equals、clone、toString、notify、wait等常用方法。所以其他类继承了Object后就可以不用重复实现这些方法。这些方法大多数是native方法，下面具体分析。

主要的代码如下：

public class Object {
	private static native void registerNatives();
	static {
		registerNatives();
	}
	public final native Class<?> getClass();
	public native int hashCode();
	public Boolean equals(Object obj) {
		return (this == obj);
	}
	protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;
	public String toString() {
		return getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(hashCode());
	}
	public final native void notify();
	public final native void notifyAll();
	public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException;
	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);
	}
	public final void wait() throws InterruptedException {
		wait(0);
	}
	protected void finalize() throws Throwable {
	}
}

registerNatives方法

由于registerNatives方法被static块修饰，所以在加载Object类时就会执行该方法，对应的本地方法为Java_java_lang_Object_registerNatives，如下，

JNIEXPORT void JNICALL
Java_java_lang_Object_registerNatives(JNIEnv *env,jclass cls)
{
	(*env)->RegisterNatives(env,cls,methods,sizeof(methods)/sizeof(methods[0]));
}

可以看到它间接调用了JNINativeInterface_结构体的方法，简单可以看成是这样：它干的事大概就是将Java层的方法名和本地函数对应起来，方便执行引擎在执行字节码时根据这些对应关系表来调用C/C++函数，如下面，将这些方法进行注册，执行引擎执行到hashCode方法时就可以通过关系表来查找到JVM的JVM_IHashCode函数，其中()I还可以得知Java层上的类型应该转为int类型。这个映射其实就可以看成将字符串映射到函数指针。

static JNINativeMethod methods[] = {
  {"hashCode","()I",(void *)&JVM_IHashCode},{"wait","(J)V",(void *)&JVM_MonitorWait},{"notify","()V",(void *)&JVM_MonitorNotify},{"notifyAll",(void *)&JVM_MonitorNotifyAll},{"clone","()Ljava/lang/Object;",(void *)&JVM_Clone},};

getClass方法

getClass方法也是个本地方法，对应的本地方法为Java_java_lang_Object_getClass，如下：

JNIEXPORT jclass JNICALL
Java_java_lang_Object_getClass(JNIEnv *env,jobject this)
{
  if (this == NULL) {
    JNU_ThrowNullPointerException(env,NULL);
    return 0;
  } else {
    return (*env)->GetObjectClass(env,this);
  }
}

所以这里主要就是看GetObjectClass函数了，Java层的Class在C++层与之对应的则是klassOop，所以关于类的元数据和方法信息可以通过它获得。

JNI_ENTRY(jclass,jni_GetObjectClass(JNIEnv *env,jobject obj))
 JNIWrapper("GetObjectClass");
 DTRACE_PROBE2(hotspot_jni,GetObjectClass__entry,env,obj);
 klassOop k = JNIHandles::resolve_non_null(obj)->klass();
 jclass ret =
  (jclass) JNIHandles::make_local(env,Klass::cast(k)->java_mirror());
 DTRACE_PROBE1(hotspot_jni,GetObjectClass__return,ret);
 return ret;
JNI_END

hashCode方法

由前面registerNatives方法将几个本地方法注册可知，hashCode方法对应的函数为JVM_IHashCode，即

JVM_ENTRY(jint,JVM_IHashCode(JNIEnv* env,jobject handle))
 JVMWrapper("JVM_IHashCode");
 // as implemented in the classic virtual machine; return 0 if object is NULL
 return handle == NULL ? 0 : ObjectSynchronizer::FastHashCode (THREAD,JNIHandles::resolve_non_null(handle)) ;
JVM_END

对于hashcode生成的逻辑由synchronizer.cpp的get_next_hash函数决定，实现比较复杂，根据hashcode的不同值有不同的生成策略，最后使用一个hash掩码处理。

static inline intptr_t get_next_hash(Thread * Self,oop obj) {
	intptr_t value = 0 ;
	if (hashCode == 0) {
		value = os::random() ;
	} else
	 if (hashCode == 1) {
		intptr_t addrBits = intptr_t(obj) >> 3 ;
		value = addrBits ^ (addrBits >> 5) ^ GVars.stwRandom ;
	} else
	 if (hashCode == 2) {
		value = 1 ;
		// for sensitivity testing
	} else
	 if (hashCode == 3) {
		value = ++GVars.hcSequence ;
	} else
	 if (hashCode == 4) {
		value = intptr_t(obj) ;
	} else {
		unsigned t = Self->_hashStateX ;
		t ^= (t << 11) ;
		Self->_hashStateX = Self->_hashStateY ;
		Self->_hashStateY = Self->_hashStateZ ;
		Self->_hashStateZ = Self->_hashStateW ;
		unsigned v = Self->_hashStateW ;
		v = (v ^ (v >> 19)) ^ (t ^ (t >> 8)) ;
		Self->_hashStateW = v ;
		value = v ;
	}
	value &= markOopDesc::hash_mask;
	if (value == 0) value = 0xBAD ;
	assert (value != markOopDesc::no_hash,"invariant") ;
	TEVENT (hashCode: GENERATE) ;
	return value;
}

equals方法

这是一个非本地方法，判断逻辑也十分简单，直接==比较。

clone方法

由本地方法表知道clone方法对应的本地函数为JVM_Clone，clone方法主要实现对象的克隆功能，根据该对象生成一个相同的新对象（我们常见的类的对象的属性如果是原始类型则会克隆值，但如果是对象则会克隆对象的地址）。Java的类要实现克隆则需要实现Cloneable接口，if (!klass->is_cloneable())这里会校验是否有实现该接口。然后判断是否是数组分两种情况分配内存空间，新对象为new_obj，接着对new_obj进行copy及C++层数据结构的设置。最后再转成jobject类型方便转成Java层的Object类型。

JVM_ENTRY(jobject,JVM_Clone(JNIEnv* env,jobject handle))
 JVMWrapper("JVM_Clone");
Handle obj(THREAD,JNIHandles::resolve_non_null(handle));
const KlassHandle klass (THREAD,obj->klass());
JvmtiVMObjectAllocEventCollector oam;
if (!klass->is_cloneable()) {
	ResourceMark rm(THREAD);
	THROW_MSG_0(vmSymbols::java_lang_CloneNotSupportedException(),klass->external_name());
}
const int size = obj->size();
oop new_obj = NULL;
if (obj->is_javaArray()) {
	const int length = ((arrayOop)obj())->length();
	new_obj = CollectedHeap::array_allocate(klass,size,length,CHECK_NULL);
} else {
	new_obj = CollectedHeap::obj_allocate(klass,CHECK_NULL);
}
Copy::conjoint_jlongs_atomic((jlong*)obj(),(jlong*)new_obj,(size_t)align_object_size(size) / HeapWordsPerlong);
new_obj->init_mark();
BarrierSet* bs = Universe::heap()->barrier_set();
assert(bs->has_write_region_opt(),"Barrier set does not have write_region");
bs->write_region(MemRegion((HeapWord*)new_obj,size));
if (klass->has_finalizer()) {
	assert(obj->is_instance(),"should be instanceOop");
	new_obj = instanceKlass::register_finalizer(instanceOop(new_obj),CHECK_NULL);
}
return JNIHandles::make_local(env,oop(new_obj));
JVM_END

toString方法

逻辑是获取class名称加上@再加上十六进制的hashCode。

notify方法

（编辑：安卓应用网）

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