第三篇：java.lang.Object 类源码分析

Object所包含的方法如下：

① public Object();

构造函数： 大部分情况下，类对象的声明，都是通过构造函数完成的（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）, 并不是所有类构造方法都是public。

② private static native void registerNatives();

作用：RegisterNatives方法是JNI环境提供的，用于注册Java需要调用的Native方法 。

以下为RegisterNatives对应C语言的源码：

① JNINativeMethod包含三个元素： 方法名， 方法签名， native函数指针。

② sizeof：c语言中用来求字节运算符，用来求一个对象(类型，变量，……)所占的内存大小(以字节为单位)。

③ native：修饰的方法并非Java完成，通过C/C++去完成，并编译成.dll文件，由Java进行调用。native修饰，则表示操作系统需提供此方法的实现，并交给Java使用。

④ registerNatives：此方法主要作用是将C/C++中的方法映射到Java中的native方法，实现方法命名的解耦。

 

③ protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;

① 主要作用：克隆，方法返回引用，指向clone出来的对象，此对象与原对象分别占用不同的堆空间。

② 子类必须实现Cloneable 接口，否则重写clone方法的子类同样会抛出CloneNotSupportedException异常，以指示无法复制某个实例。

③ 软件设计模式中原型模式原理就是克隆，具体类实现接口中的clone()方法，并由调用者调用具体类的clone()方法进行克隆，为原型模式。

原型模式具备三项：实现了Cloneable的接口、父类、或者具体类本身，具体类实现接口或父类中的clone()方法，调用类调用具体类的clone()方法进行克隆。

原型模式的应用场景：① 当对象之间相同或者相似。② 当对象中含有大量属性，并且其中大部分属性相似，只有某几个属性有区别时。

 

④ public final native Class<?> getClass();

① 同样为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。

② 原理：用到了java的反射机制。（后续博客详细讲解）

 

⑤ public boolean equals(Object obj);

==和equals的区别（主要指String类型对象，其他对象描述不准）

① == 表示的是变量值完全相同（对于基本类型，存储的是值，对于引用类型，存储的是指向堆的地址）。

② 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。

以下为Object类的equals实现方法

 

① Object类中的equals方法内部使用的标尺是==，但是对于不同的引用类型，可能判断的标尺并非是==，那么则需要重写equals方法来改变衡量相同的标尺，否则会继承父类的equals，如果父类也未重写此方法，逐级查找，直至Object基类。

 

⑥ public native int hashCode();

① hashCode()会返回一个int的整数值。

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 由②可推理出：两个对象相等，则equals相等，则hashCode相等。反之，当hashcode不相等，则equals不相等，对象也不相等。

④ 由②和③可推理出：如果重写了equals()方法，则必须重写hashCode()方法，要保持逻辑的一致性。

⑤ hash取模：求哈希简单的做法是先求取出键值的hashcode，然后在将hashcode得到的int值对数组长度进行（%）取模，为了考虑性能，Java总采用按位与操作实现取模操作。

 

JNI学习笔记（可参考以下博客内容）：

https://www.jianshu.com/p/216a41352fd8

C语言和Java的互调原理（可参考以下博客内容）：

https://blog.csdn.net/Wedfrend/article/details/78833877

native关键字（可参考以下博客内容）:

https://www.jb51.net/article/79348.htm

Object总结篇（可参考以下博客内容）：

https://www.cnblogs.com/lwbqqyumidi/p/3693015.html

HashCode的作用（可参考以下博客内容）：

https://www.cnblogs.com/xrq730/p/4842028.html

Hash散列图：

 

hashCode含义：是散列的意思（就是把任意长度的输入，通过散列算法变换成固定长度的输出，该输出就是散列值）。

hashCode作用：hashCode主要作用是提高查找的效率（通过取模判定存取位置）

HashCode关键点：

① HashCode的存在主要是为了查找的快捷性，HashCode是用来在散列存储结构中确定对象的存储地址。

② 如果两个对象equals相等，那么这两个对象的HashCode一定也相同。

③ 如果对象的equals方法被重写，那么对象的HashCode方法也尽量重写

④ 如果两个对象的HashCode相同，不代表两个对象就相同，只能说明这两个对象在散列存储结构中，存放于同一个位置

针对散列值的关键结论：

① 如果散列表中存在和散列原始输入K相等的记录，那么K必定在f(K)的存储位置上

② 不同关键字经过散列算法变换后可能得到同一个散列地址，这种现象称为碰撞

③ 如果两个Hash值不同（前提是同一Hash算法），那么这两个Hash值对应的原始输入必定不同

 

hash取模（实例）：

https://www.jianshu.com/p/e910ff6a5579

① 取模含义（hashCode值%数组长度）

② 计算一个数与2的N次幂取模：X % 2^n = X & (2^n - 1) ，参考知识点，为二进制的移码和按位与操作。

示例：可参考Integer类中的formatUnsignedInt()方法，就是通过按位与（&）代替取余（%），digits[val & mask] = digits[val % radix]。

③ 位运算(&)效率要比代替取模运算(%)高很多，主要原因是位运算直接对内存数据进行操作，不需要转成十进制，因此处理速度非常快。 

 

java类加载机制和反射机制（可参考以下博客内容）：

https://www.cnblogs.com/echola/p/9491950.html

① 加载机制：把java文件编译为Class文件

② 反射机制：通过class文件获取类方法和属性

类加载的过程：加载--> 链接 （检验 --> 准备 --> 解析） -->初始化

准备与初始化的区别：

例如 private static int a = 10; 

准备阶段：给a分配内存，因为a是int类型，所以赋初始值为0。

初始化阶段：a会被赋值为10。

Class.forName和反射机制的区别：

Class.forName()方法底层同样是调用类加载，唯一的区别是调用loadClass(String name, boolean resolve(是否解析))方法时传递的第二个布尔参数的值。

Class.forName()第二个参数为true，类加载第二个参数为false，为true时会调用链接，执行静态代码块，false则不会。

所以Class.forName()方法是加载并解析，类加载器是只加载不解析，当调用newInstance()是才进行解析并执行静态代码块。

new与newInstance的区别：

newInstance只能调用无参构造函数。

new则可以调用任意参数的构造函数。

 

ClassLoader的分析和使用（可参考以下博客内容）：

https://melonwxd.github.io/2017/10/17/classloader1/

深入理解Java类加载器(1)：Java类加载原理解析：

https://blog.csdn.net/zhoudaxia/article/details/35824249

ClassLoader详解：

https://blog.csdn.net/m0_38075425/article/details/81627349

 

Java自带三大类加载器：

① BootstrapClassLoader  加载Jar包路径：System.getProperty("sun.boot.class.path") 

② ExtClassLoader  加载Jar包路径：System.getProperty("java.ext.dirs") 

③ AppClassLoader  加载Jar包路径：System.getProperty("java.class.path") 

④ OS操作系统位数：System.getProperty("os.arch");

⑤ java系统库路径：System.getProperty("java.library.path"）

⑥ AppClassLoader → ExtClassLoader → BootstrapClassLoader （继承关系，从左向右）

ClassLoader继承关系图：

 

ClassLoader加载机制：

① 全盘负责：除非显式用其他的ClassLoader加载，否则此ClassLoader负责此类及此类所依赖引用的类的载入。

② 双亲委派：Java推荐的加载机制，并不强制；继承java.lang.ClassLoader实现自定义ClassLoader类加载器，如需保持双亲委派原则，重写findClass(name)方法即可，不需保持，则重写loadClass(name)方法即可。

③ 缓存机制：缓存机制会保证所有加载过的Class都会被缓存起来，当程序需要使用某个Class时，类加载器先从缓存区中搜索，缓存区不存在该Class对象时，系统会读取该类的二进制数据，来生成Class对象并放入缓存区。

注意：修改Class后，必须重启JVM，程序做的修改才可以生效，原因就是缓存机制。

双亲委派原理：

① 判断源ClassLoader是否加载此Class，是则返回class，否则由子到父，逐级递归操作，直至BootstrapClassLoader；

② BootstrapClassLoader如未加载过此Class，则需寻找Class字节码文件并载入，成功返回class，失败由父到子，逐级递归操作，直至源ClassLoader，如ClassLoader加载失败，则抛出ClassNotFindException异常。

 

ClassLoader相关面试题（可参考以下博客内容）：

https://melonwxd.github.io/2017/10/17/classloader2/

① 自己声明的类的包路径，不可以用java开头，原因是在ClassLoader类的preDefineClass方法内部做了限制，并且外层调用此方法的defineClass方法声明为final（不可被重写）。