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小編給大家分享一下Java從JDK源碼角度對Object進行的示例分析,相信大部分人都還不怎么了解,因此分享這篇文章給大家參考一下,希望大家閱讀完這篇文章后大有收獲,下面讓我們一起去了解一下吧!
Object是所有類的父類,也就是說java中所有的類都是直接或者間接繼承自O(shè)bject類。比如你隨便創(chuàng)建一個classA,雖然沒有明說,但默認是extendsObject的。
后面的三個點"..."表示可以接受若干不確定數(shù)量的參數(shù)。老的寫法是Objectargs[]這樣,但新版本的java中推薦使用...來表示。例如
publicvoidgetSomething(String...strings)(){}
object是java中所有類的父類,也就是說所有的類,不管是自己創(chuàng)建的類還是系統(tǒng)中的類都繼承自object類,也就是說所有的類在任何場合都可以代替object類,根據(jù)里氏替換原則,子類在任何場合都可以代替其父類,而父類卻不一定能代替其子類,java中常說的萬物皆對象說的其實就是這個道理!object類體現(xiàn)了oop思想中的多態(tài),繼承,封裝,抽象四大特性!
object類是所有類的基類,不是數(shù)據(jù)類型。這個你可以查詢jdk文檔了解,所有類都繼承自O(shè)bject。
Object...objects這種參數(shù)定義是在不確定方法參數(shù)的情況下的一種多態(tài)表現(xiàn)形式。即這個方法可以傳遞多個參數(shù),這個參數(shù)的個數(shù)是不確定的。這樣你在方法體中需要相應(yīng)的做些處理。因為Object是基類,所以使用Object...objects這樣的參數(shù)形式,允許一切繼承自O(shè)bject的對象作為參數(shù)。這種方法在實際中應(yīng)該還是比較少用的。
Object[]obj這樣的形式,就是一個Object數(shù)組構(gòu)成的參數(shù)形式。說明這個方法的參數(shù)是固定的,是一個Object數(shù)組,至于這個數(shù)組中存儲的元素,可以是繼承自O(shè)bject的所有類的對象。
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Java的Object是所有其他類的父類,從繼承的層次來看它就是最頂層根,所以它也是唯一一個沒有父類的類。它包含了對象常用的一些方法,比如getClass、hashCode、equals、clone、toString、notify、wait等常用方法。所以其他類繼承了Object后就可以不用重復(fù)實現(xiàn)這些方法。這些方法大多數(shù)是native方法,下面具體分析。
主要的代碼如下:
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塊修飾,所以在加載Object類時就會執(zhí)行該方法,對應(yīng)的本地方法為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])); }
可以看到它間接調(diào)用了JNINativeInterface_結(jié)構(gòu)體的方法,簡單可以看成是這樣:它干的事大概就是將Java層的方法名和本地函數(shù)對應(yīng)起來,方便執(zhí)行引擎在執(zhí)行字節(jié)碼時根據(jù)這些對應(yīng)關(guān)系表來調(diào)用C/C++函數(shù),如下面,將這些方法進行注冊,執(zhí)行引擎執(zhí)行到hashCode方法時就可以通過關(guān)系表來查找到JVM的JVM_IHashCode函數(shù),其中()I還可以得知Java層上的類型應(yīng)該轉(zhuǎn)為int類型。這個映射其實就可以看成將字符串映射到函數(shù)指針。
static JNINativeMethod methods[] = { {"hashCode", "()I", (void *)&JVM_IHashCode}, {"wait", "(J)V", (void *)&JVM_MonitorWait}, {"notify", "()V", (void *)&JVM_MonitorNotify}, {"notifyAll", "()V", (void *)&JVM_MonitorNotifyAll}, {"clone", "()Ljava/lang/Object;", (void *)&JVM_Clone}, };
getClass方法
getClass方法也是個本地方法,對應(yīng)的本地方法為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); } }
所以這里主要就是看GetObjectClass函數(shù)了,Java層的Class在C++層與之對應(yīng)的則是klassOop,所以關(guān)于類的元數(shù)據(jù)和方法信息可以通過它獲得。
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方法將幾個本地方法注冊可知,hashCode方法對應(yīng)的函數(shù)為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
對于hashcode生成的邏輯由synchronizer.cpp的get_next_hash函數(shù)決定,實現(xiàn)比較復(fù)雜,根據(jù)hashcode的不同值有不同的生成策略,最后使用一個hash掩碼處理。
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
這是一個非本地方法,判斷邏輯也十分簡單,直接==比較。
clone方法
由本地方法表知道clone方法對應(yīng)的本地函數(shù)為JVM_Clone,clone方法主要實現(xiàn)對象的克隆功能,根據(jù)該對象生成一個相同的新對象(我們常見的類的對象的屬性如果是原始類型則會克隆值,但如果是對象則會克隆對象的地址)。Java的類要實現(xiàn)克隆則需要實現(xiàn)Cloneable接口,if (!klass->is_cloneable())這里會校驗是否有實現(xiàn)該接口。然后判斷是否是數(shù)組分兩種情況分配內(nèi)存空間,新對象為new_obj,接著對new_obj進行copy及C++層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)置。最后再轉(zhuǎn)成jobject類型方便轉(zhuǎn)成Java層的Object類型。
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, size, 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
邏輯是獲取class名稱加上@再加上十六進制的hashCode。
notify方法
此方法用來喚醒線程,final修飾說明不可重寫。與之對應(yīng)的本地方法為JVM_MonitorNotify,ObjectSynchronizer::notify最終會調(diào)用ObjectMonitor::notify(TRAPS),這個過程是ObjectSynchronizer會嘗試當前線程獲取freeObjectMonitor對象,不成功則嘗試從全局中獲取。
JVM_ENTRY(void, JVM_MonitorNotify(JNIEnv* env, jobject handle)) JVMWrapper("JVM_MonitorNotify"); Handle obj(THREAD, JNIHandles::resolve_non_null(handle)); assert(obj->is_instance() || obj->is_array(), "JVM_MonitorNotify must apply to an object"); ObjectSynchronizer::notify(obj, CHECK); JVM_END
ObjectMonitor對象包含一個_WaitSet隊列對象,此對象保存著所有處于wait狀態(tài)的線程,用ObjectWaiter對象表示。notify要做的事是先獲取_WaitSet隊列鎖,再取出_WaitSet隊列中第一個ObjectWaiter對象,再根據(jù)不同策略處理該對象,比如把它加入到_EntryList隊列中。然后再釋放_WaitSet隊列鎖。它并沒有釋放synchronized對應(yīng)的鎖,所以鎖只能等到synchronized同步塊結(jié)束時才釋放。
void ObjectMonitor::notify(TRAPS) { CHECK_OWNER(); if (_WaitSet == NULL) { TEVENT (Empty-Notify) ; return ; } DTRACE_MONITOR_PROBE(notify, this, object(), THREAD); int Policy = Knob_MoveNotifyee ; Thread::SpinAcquire (&_WaitSetLock, "WaitSet - notify") ; ObjectWaiter * iterator = DequeueWaiter() ; if (iterator != NULL) { TEVENT (Notify1 - Transfer) ; guarantee (iterator->TState == ObjectWaiter::TS_WAIT, "invariant") ; guarantee (iterator->_notified == 0, "invariant") ; if (Policy != 4) { iterator->TState = ObjectWaiter::TS_ENTER ; } iterator->_notified = 1 ; ObjectWaiter * List = _EntryList ; if (List != NULL) { assert (List->_prev == NULL, "invariant") ; assert (List->TState == ObjectWaiter::TS_ENTER, "invariant") ; assert (List != iterator, "invariant") ; } if (Policy == 0) { // prepend to EntryList if (List == NULL) { iterator->_next = iterator->_prev = NULL ; _EntryList = iterator ; } else { List->_prev = iterator ; iterator->_next = List ; iterator->_prev = NULL ; _EntryList = iterator ; } } else if (Policy == 1) { // append to EntryList if (List == NULL) { iterator->_next = iterator->_prev = NULL ; _EntryList = iterator ; } else { // CONSIDER: finding the tail currently requires a linear-time walk of // the EntryList. We can make tail access constant-time by converting to // a CDLL instead of using our current DLL. ObjectWaiter * Tail ; for (Tail = List ; Tail->_next != NULL ; Tail = Tail->_next) ; assert (Tail != NULL && Tail->_next == NULL, "invariant") ; Tail->_next = iterator ; iterator->_prev = Tail ; iterator->_next = NULL ; } } else if (Policy == 2) { // prepend to cxq // prepend to cxq if (List == NULL) { iterator->_next = iterator->_prev = NULL ; _EntryList = iterator ; } else { iterator->TState = ObjectWaiter::TS_CXQ ; for (;;) { ObjectWaiter * Front = _cxq ; iterator->_next = Front ; if (Atomic::cmpxchg_ptr (iterator, &_cxq, Front) == Front) { break ; } } } } else if (Policy == 3) { // append to cxq iterator->TState = ObjectWaiter::TS_CXQ ; for (;;) { ObjectWaiter * Tail ; Tail = _cxq ; if (Tail == NULL) { iterator->_next = NULL ; if (Atomic::cmpxchg_ptr (iterator, &_cxq, NULL) == NULL) { break ; } } else { while (Tail->_next != NULL) Tail = Tail->_next ; Tail->_next = iterator ; iterator->_prev = Tail ; iterator->_next = NULL ; break ; } } } else { ParkEvent * ev = iterator->_event ; iterator->TState = ObjectWaiter::TS_RUN ; OrderAccess::fence() ; ev->unpark() ; } if (Policy < 4) { iterator->wait_reenter_begin(this); } // _WaitSetLock protects the wait queue, not the EntryList. We could // move the add-to-EntryList operation, above, outside the critical section // protected by _WaitSetLock. In practice that's not useful. With the // exception of wait() timeouts and interrupts the monitor owner // is the only thread that grabs _WaitSetLock. There's almost no contention // on _WaitSetLock so it's not profitable to reduce the length of the // critical section. } Thread::SpinRelease (&_WaitSetLock) ; if (iterator != NULL && ObjectMonitor::_sync_Notifications != NULL) { ObjectMonitor::_sync_Notifications->inc() ; } }
notifyAll方法
與notify方法類似,只是在取_WaitSet隊列時不是取第一個而是取所有。
wait方法
wait方法是讓線程等待,它對應(yīng)的本地方法是JVM_MonitorWait,間接調(diào)用了ObjectSynchronizer::wait,與notify對應(yīng),它也是對應(yīng)調(diào)用ObjectMonitor對象的wait方法。該方法較長,這里不貼出來了,大概就是創(chuàng)建一個ObjectWaiter對象,接著獲取_WaitSet隊列鎖將ObjectWaiter對象添加到該隊列中,再釋放隊列鎖。另外,它還會釋放synchronized對應(yīng)的鎖,所以鎖沒有等到synchronized同步塊結(jié)束時才釋放。
JVM_ENTRY(void, JVM_MonitorWait(JNIEnv* env, jobject handle, jlong ms)) JVMWrapper("JVM_MonitorWait"); Handle obj(THREAD, JNIHandles::resolve_non_null(handle)); assert(obj->is_instance() || obj->is_array(), "JVM_MonitorWait must apply to an object"); JavaThreadInObjectWaitState jtiows(thread, ms != 0); if (JvmtiExport::should_post_monitor_wait()) { JvmtiExport::post_monitor_wait((JavaThread *)THREAD, (oop)obj(), ms); } ObjectSynchronizer::wait(obj, ms, CHECK); JVM_END
finalize方法
這個方法用于當對象被回收時調(diào)用,這個由JVM支持,Object的finalize方法默認是什么都沒有做,如果子類需要在對象被回收時執(zhí)行一些邏輯處理,則可以重寫finalize方法
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