详解Java中Object 类的使用

Java
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2023-05-24
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使用java.nio.file 库优雅的操作文件详解
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  • Object 类提供的方法
  • 方法实例
  • clone() 方法
  • equals() 方法
  • finalize() 方法
  • getClass() 方法
  • hashCode() 方法
  • wait() 方法
  • notify() 与 notifyAll() 方法
  • toString() 方法

Java的Object 类是所有类的父类，也就是说 Java 的所有类都继承了 Object，子类可以使用 Object 的所有方法。Object 类位于 java.lang 包中，编译时会自动导入，我们创建一个类时，如果没有明确继承一个父类，那么它就会自动继承 Object，成为 Object 的子类。

Object 类可以显式继承，也可以隐式继承，以下两种方式是一样的：

// 显式继承:
public class Runoob extends Object{ }
// 隐式继承:
public class Runoob { }

Object 类提供的方法

方法

描述

Object()

构造一个新对象

protected Object clone()

创建并返回一个对象的拷贝

boolean equals(Object obj)

比较两个对象是否相等

protected void finalize()

当 GC (垃圾回收器)确定不存在对该对象的有更多引用时，由对象的垃圾回收器调用此方法

Class<?> getClass()

获取对象的运行时对象的类

int hashCode()

获取对象的 hash 值

void notify()

唤醒在该对象上等待的某个线程

void notifyAll()

唤醒在该对象上等待的所有线程

String toString()

返回对象的字符串表示形式

void wait()

让当前线程进入等待状态。直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法

void wait(long timeout)

让当前线程处于等待(阻塞)状态，直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法，或者超过参数设置的timeout超时时间

void wait(long timeout, int nanos)

与 wait(long timeout) 方法类似，多了一个 nanos 参数，这个参数表示额外时间（以纳秒为单位，范围是 0-999999）。 所以超时的时间还需要加上 nanos 纳秒

方法实例

clone() 方法

protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;

描述：

用于创建并返回一个对象的拷贝。clone 方法是浅拷贝，对象内属性引用的对象只会拷贝引用地址，而不会将引用的对象重新分配内存。

参数：

无

返回值：

返回一个对象的拷贝。

注意：

由于 Object 本身没有实现 Cloneable 接口，所以不重写 clone 方法并且进行调用的话会发生 CloneNotSupportedException 异常。

public class Test implements Cloneable {
    // 声明变量
    String name;
    int likes;
    // 属性引用的对象
    JueJin jueJin;
    Test() {
        this.jueJin = new JueJin();
    }
    public static void main(String args[]) {
        // 创建对象
        Test obj1 = new Test();
        // 初始化变量
        obj1.name = "Runoob";
        obj1.likes = 111;
        obj1.jueJin.name = "掘金";
        // 打印输出
        System.out.println("obj1 的 name = " + obj1.name); // Runoob
        System.out.println("obj1 的 likes = " + obj1.likes); // 111
        System.out.println("obj1 的 jueJin 的 name = " + obj1.jueJin.name); //掘金
        try {
            // 创建 obj1 的拷贝
            Test obj2 = (Test) obj1.clone();
            obj2.name = "JueJin";
            obj2.likes = 222;
            obj2.jueJin.name = "稀土掘金";
            // 使用 obj2 输出变量
            System.out.println();
            System.out.println("obj2 的 name = " + obj2.name); // JueJin
            System.out.println("obj2 的 likes = " + obj2.likes); // 222
            System.out.println("obj2 的 jueJin 的 name = " + obj2.jueJin.name); //稀土掘金
            System.out.println();
            System.out.println("浅拷贝的问题");
            System.out.println("obj1 的 name = " + obj1.name); // Runoob
            System.out.println("obj1 的 likes = " + obj1.likes); // 111
            System.out.println("obj1 的 jueJin 的 name = " + obj1.jueJin.name); //稀土掘金
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(e);
        }
    }
}
class JueJin {
    public String name;
}
// 以上程序执行结果为：
// obj1 的 name = Runoob
// obj1 的 likes = 111
// obj1 的 jueJin 的 name = 掘金
// obj2 的 name = JueJin
// obj2 的 likes = 222
// obj2 的 jueJin 的 name = 稀土掘金
// 浅拷贝的问题
// obj1 的 name = Runoob
// obj1 的 likes = 111
// obj1 的 jueJin 的 name = 稀土掘金

解析：

由于浅拷贝对对象内属性引用的对象只会拷贝引用地址，所以 obj1 与 obj2 的 jueJin 属性引用的对象指向同一内存地址，所以在 obj2 修改 jueJin 的 name 属性后，obj1 的 jueJin 的 name 属性也发生了变化。

equals() 方法

public boolean equals(Object obj)

描述：

用于比较两个对象是否相等。比较两个对象时，是通过判断两个对象引用指向的是同一个对象，即比较 2 个对象的内存地址是否相等。

参数：

obj -- 要比较的对象。

返回值：

如果两个对象相等返回 true，否则返回 false。

注意：

不同的类重写了 equals() 方法，导致equals() 方法的行为有所不同。但如果子类重写了 equals() 方法，就需要重写 hashCode() 方法，比如 String 类就重写了 equals() 方法，同时也重写了 hashCode() 方法。

public class Test implements Cloneable {
    public static void main(String args[]) {
        // 创建两个对象
        Object obj1 = new Object();
        Object obj2 = new Object();
        // 判断 obj1 与 obj2 是否相等
        // 不同对象，内存地址不同，不相等，返回 false
        System.out.println(obj1.equals(obj2)); // false
        // obj1 赋值给 obj3
        // 对象引用，内存地址相同，相等，返回 true
        Object obj3 = obj1;
        System.out.println(obj1.equals(obj3)); // true
    }
}
// 以上程序执行结果为：
// false
// true

finalize() 方法

protected void finalize() throws Throwable { }

描述：

用于实例被垃圾回收器回收的时触发的操作。当 GC (垃圾回收器) 确定不存在对该对象的有更多引用时，对象的垃圾回收器就会调用这个方法。

参数：

无

返回值：

无

public class Test {
    public static void main(String args[]) {
        JunJin junJin = new JunJin();
        junJin = null;
        System.gc();
    }
}
class JunJin {
    @Override
    protected void finalize() throws Throwable {
        super.finalize();
        System.out.println("对象被回收了");
    }
}
// 以上程序执行结果为：
// 对象被回收了

getClass() 方法

public final native Class<?> getClass();

描述：

用于获取对象的运行时对象的类。

参数：

无

返回值：

返回对象的类。

public class Test {
    public static void main(String args[]) {
        // getClass() with Object
        Object obj1 = new Object();
        System.out.println("obj1 的类为: " + obj1.getClass());
        // getClass() with String
        String obj2 = new String();
        System.out.println("obj2 的类为: " + obj2.getClass());
        // getClass() with ArrayList
        ArrayList<Integer> obj3 = new ArrayList<>();
        System.out.println("obj3 的类为: " + obj3.getClass());
    }
}
// 以上程序执行结果为：
// obj1 的类为: class java.lang.Object
// obj2 的类为: class java.lang.String
// obj3 的类为: class java.util.ArrayList

hashCode() 方法

public native int hashCode();

描述：

用于获取对象的 hash 值。

参数：

无

返回值：

返回对象哈希值，是一个整数，表示在哈希表中的位置。

public class Test {
    public static void main(String args[]) {
        // Object 使用 hashCode()
        Object obj1 = new Object();
        // obj1 赋值给 obj2
        Object obj2 = obj1;
        // 判断两个对象是否相等
        System.out.println(obj1.equals(obj2)); // true
        // 获取 obj1 与 obj2 的哈希值
        System.out.println("对象相等则hashCode一定相等");
        System.out.println(obj1.hashCode()); // 225534817
        System.out.println(obj2.hashCode()); // 225534817
    }
}
// 以上程序执行结果为：
// true
// 对象相等则hashCode一定相等
// 692404036
// 692404036

wait() 方法

// 该方法有以下几种语法格式：
public final void wait() throws InterruptedException
public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException
public final void wait(long timeout, int nanos) throws InterruptedException

描述：

让当前线程进入等待状态。

参数：

  • timeout -- 等待超时时间（以毫秒为单位）。如果 timeout 参数为 0，则不会超时，会一直进行等待，类似于 wait() 方法。如果阻塞的时间超过该参数时间，会唤醒线程。
  • nanos -- 额外时间（以纳秒为单位，范围是 0-999999）。如果设置该时间，超时的时间还需要加上 nanos 纳秒。

返回值：

无

注意：

  • 当前线程必须是此对象的监视器所有者，否则还是会发生 IllegalMonitorStateException 异常。
  • 如果当前线程在等待之前或在等待时被任何线程中断，则会抛出 InterruptedException 异常。
  • 如果传递的参数不合法，则会抛出 IllegalArgumentException 异常。

notify() 与 notifyAll() 方法

public final native void notify();

描述：

用于唤醒一个在此对象监视器上等待的线程。如果所有的线程都在此对象上等待，那么只会选择一个线程，选择是任意性的，并在对实现做出决定时发生。

参数：

无

返回值：

无

public final native void notifyAll();

描述：

用于唤醒在该对象上等待的所有线程。notifyAll() 方法跟 notify() 方法的区别在于 notifyAll() 方法唤醒在此对象监视器上等待的所有线程，notify() 方法是一个线程。

参数：

无

返回值：

无

public class Test {
    // 声明一个同步列表
    private List synchedList;
    /**
     * 构造方法
     */
    public Test() {
        // 创建一个同步列表
        synchedList = Collections.synchronizedList(new LinkedList());
    }
    /**
     * 删除列表中的元素
     * @return 删除的元素
     * @throws InterruptedException
     */
    public String removeElement() throws InterruptedException {
        synchronized (synchedList) {
            // 列表为空就等待
            while (synchedList.isEmpty()) {
                System.out.println("列表是空的...");
                System.out.println("线程 " + Thread.currentThread().getName() + " 将开始等待...");
                synchedList.wait();
                System.out.println("线程 " + Thread.currentThread().getName() + " 等待结束!");
            }
            // 删除元素
            String element = (String) synchedList.remove(0);
            // 返回删除的元素
            return element;
        }
    }
    /**
     * 添加元素到列表
     * @param element 要添加的元素
     */
    public void addElement(String element) {
        synchronized (synchedList) {
            // 添加一个元素，并通知元素已存在
            synchedList.add(element);
            System.out.println("添加了新元素:'" + element + "'");
            synchedList.notify();
            System.out.println("notify 已调用，唤醒 synchedList 上等待的任意一个线程!");
            //synchedList.notifyAll();
            //System.out.println("notifyAll 已调用，唤醒 synchedList 上等待的所有线程!");
        }
        System.out.println("添加元素完成...");
    }
    /**
     * main 函数
     * @param args
     */
    public static void main(String args[]) {
        final Test demo = new Test();
        Runnable runA = new Runnable() {
            public void run() {
                try {
                    // 删除 synchedList 中的一个元素并输出
                    String item = demo.removeElement();
                    System.out.println("删除了元素 " + item);
                } catch (InterruptedException ix) {
                    System.out.println("中断的异常!");
                } catch (Exception x) {
                    System.out.println("Exception thrown.");
                }
            }
        };
        Runnable runB = new Runnable() {
            // 执行添加元素操作，并开始循环
            public void run() {
                demo.addElement("Hello!");
            }
        };
        try {
            // 创建线程 threadA1 并开始执行
            Thread threadA1 = new Thread(runA, "Google");
            threadA1.start();
            // 当前执行 main 方法的线程休眠
            Thread.sleep(500);
            // 创建线程 threadA2 并开始执行
            Thread threadA2 = new Thread(runA, "Runoob");
            threadA2.start();
            // 当前执行 main 方法的线程休眠
            Thread.sleep(500);
            // 创建线程 threadB 并开始执行
            Thread threadB = new Thread(runB, "Taobao");
            threadB.start();
            // 当前执行 main 方法的线程休眠
            Thread.sleep(1000);
            // 中断 threadA1 线程
            threadA1.interrupt();
            // 中断 threadA2 线程
            threadA2.interrupt();
        } catch (InterruptedException x) {
            System.out.println(x);
        }
    }
}

使用 notify() 方法唤醒线程时，可以看到 Google 线程的等待被唤醒了，但 Runoob 线程的等待最终没有被唤醒，输出如下：

列表是空的...
线程 Google 将开始等待...
列表是空的...
线程 Runoob 将开始等待...
添加了新元素:'Hello!'
notify 已调用，唤醒 synchedList 上等待的任意一个线程!
添加元素完成...
线程 Google 等待结束!
删除了元素 Hello!
中断的异常!

使用 notifyAll() 方法唤醒线程时，可以看到 Runoob 与 Google 线程的等待都被唤醒了，但 Runoob 线程唤醒后将集合中的元素删除了，所以集合再次变为空的，Google 就再次进入了等待状态，输出如下：

列表是空的...
线程 Google 将开始等待...
列表是空的...
线程 Runoob 将开始等待...
添加了新元素:'Hello!'
notifyAll 已调用，唤醒 synchedList 上等待的所有线程!
添加元素完成...
线程 Runoob 等待结束!
删除了元素 Hello!
线程 Google 等待结束!
列表是空的...
线程 Google 将开始等待...
中断的异常!

注意：

notify() 与 notifyAll() 方法只能被作为此对象监视器的所有者的线程来调用。如果当前线程不是此对象监视器的所有者的话会抛出 IllegalMonitorStateException 异常。

一次只能有一个线程拥有对象的监视器。一个线程要想成为对象监视器的所有者，可以使用以下 3 种方法：

  • 执行对象的同步实例方法
  • 使用 synchronized 内置锁
  • 对于 Class 类型的对象，执行同步静态方法

toString() 方法

public String toString()

描述：

用于返回对象的字符串表示形式。

参数：

无

返回值：

返回对象的字符串表示形式。默认返回格式：对象的 class 名称 + @ + hashCode 的十六进制字符串。

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // toString() with Object
        Object obj1 = new Object();
        System.out.println(obj1.toString());
        Object obj2 = new Object();
        System.out.println(obj2.toString());
        Object obj3 = new Object();
        System.out.println(obj3.toString());
    }
}
// 以上程序执行结果为：
// java.lang.Object@29453f44
// java.lang.Object@5cad8086
// java.lang.Object@6e0be858
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