Java 是一門典型的面向?qū)ο笳Z(yǔ)言，提供 extends 關(guān)鍵字使子類繼承父類咒劲。

public class Student extends Person {
    ...
}

但是創(chuàng)建 Person 類時(shí)不用使用 extends 繼承 Object類继薛。

public class Person extends Object {
    ...
}

因?yàn)椋瑒?chuàng)建的類沒(méi)有明確指明繼承關(guān)系時(shí)爽待，會(huì)在編譯時(shí)自動(dòng)繼承 Object 類损同。可以使用 Object 類型的變量引用任何類型的實(shí)例：

Object sample = new Student(1001, "小咖", 20, "男");

也可以將任意的 Object 實(shí)例轉(zhuǎn)換為需要的類型：

Person p = (Person) sample;

上面兩個(gè)例子在編譯器中是不會(huì)報(bào)錯(cuò)的鸟款。因此膏燃，Object 類是 Person 類的父類，每個(gè)類都是由 Object 擴(kuò)展而來(lái)的何什。所以组哩，熟悉 Object 類中提供的服務(wù)是十分重要的专普。

Java 中的基本類型不是對(duì)象锚沸，但也提供了相應(yīng)的包裝類型，如 int 基本類型對(duì)應(yīng) Integer 包裝類型。但使用基本類型創(chuàng)建的數(shù)組是擴(kuò)展自 Object 類散庶，實(shí)際上是引用。

Object sample = new int[10];

其實(shí)仪际，所有的數(shù)組類型都是擴(kuò)展了 Object 類咸作。

下表為 Object 類的通用方法。

equals()

Object 類提供了 equals() 方法用于檢測(cè)對(duì)象是否相等辩尊。其實(shí)現(xiàn)相等性要滿足五個(gè)條件：

1. 自反性涛浙。 對(duì)于任何的非空引用都需滿足 x.equals(x) == true。
2. 對(duì)稱性摄欲。 對(duì)于任何引用都滿足 x.equals(y) == y.equals(x)轿亮。
3. 傳遞性。 對(duì)于任何引用都滿足 (x.equals(y) && y.equals(z)) == x.equals(z)胸墙。
4. 一致性我注。 對(duì)于不發(fā)生任何變化的引用都滿足 x.equals(y) == x.equals(y)，多次調(diào)用 equals() 方法結(jié)果不變迟隅。
5. 與 null 的比較但骨。x.equals(null) 返回 false。對(duì)任何不是 null 的對(duì)象調(diào)用 equals() 方法與 null 比較的結(jié)果都為 false智袭。

引用類型最好使用 equals() 方法比較奔缠；而基本類型使用 == 比較。

其中补履，子類中定義 equals() 方法時(shí)添坊，需先比較超類的 equals()。如果檢測(cè)失敗箫锤，對(duì)象就不可能相等贬蛙。如果超類中的域都相等，就需要比較子類中的實(shí)例域谚攒。

下面可以從兩個(gè)截然不同的情況看一下這個(gè)問(wèn)題：

• 如果子類能夠擁有自己的相等概念阳准，則對(duì)稱性需求將強(qiáng)制采用 getClass 進(jìn)行檢測(cè)。
• 如果由超類決定相等的概念馏臭，那么就可以使用 instanceof 進(jìn)行檢測(cè)野蝇，這樣可以在不同子類的對(duì)象之間進(jìn)行相同的比較讼稚。

對(duì)象中使用 equals() 方法比較需要實(shí)現(xiàn)的步驟如下：

1. 檢查是否為同一個(gè)引用，如果是直接返回 true绕沈。
2. 檢測(cè)傳入的值是否為 null锐想，如果是直接返回 false。
3. 檢測(cè)是否屬于同一個(gè)類型乍狐。如果不是直接返回 false赠摇。
4. 將 Object 對(duì)象類型轉(zhuǎn)為要比較的類型。
5. 比較每個(gè)關(guān)鍵域是否相等浅蚪。

public boolean equals(Object o) {
    if (this == o) return true;
    if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
    Person person = (Person) o; 
    return Objects.equals(name, person.name) 
            && Objects.equals(sex, person.sex)
            && (age != person.age);
}

如果子類重新定義 equals藕帜，就要在其中包含 super.equals(other)。

hasCode()

hashCode() 返回的是整數(shù)值惜傲，是無(wú)規(guī)律的散列碼洽故。hashCode() 定義在了 Object 類中，每個(gè)類都可以使用 hashCode()方法調(diào)用自身散列碼盗誊，其值為對(duì)象的存儲(chǔ)地址时甚。

Object sample = new Student(1001, "小咖", 20, "男");
System.out.println(sample); // [I@5b464ce8

如果你在創(chuàng)建的類中覆蓋了 equals() 方法，就必須覆蓋 hashCode() 方法 哈踱。這是 hashCode() 的通用約定撞秋。下面是覆蓋 hashCode() 方法的約定：

• 程序執(zhí)行期間，對(duì)象的 equals() 方法中比較的信息不變嚣鄙，同一個(gè)對(duì)象的 hashCode() 方法的返回值也不變。兩個(gè)程序的執(zhí)行期間串结，hashCode() 方法返回的值可以不一致哑子。
• 如果兩個(gè)對(duì)象根據(jù) equals(Object) 方法比較相等，那 hashCode() 方法的返回值也必須相等肌割。
• 如果兩個(gè)對(duì)象根據(jù) equals(Object) 方法比較不相等卧蜓，那 hashCode() 方法的返回值最好不相等。如果相等把敞，會(huì)在使用 Map 時(shí)造成散列碼沖突弥奸。

總結(jié)就是兩個(gè)對(duì)象相等，其散列碼一定相同奋早；但是散列碼相同的兩個(gè)對(duì)象并不一定相等盛霎。因?yàn)橛?jì)算散列碼具有隨機(jī)性，兩個(gè)值不同的對(duì)象可能計(jì)算出相同的散列碼耽装。

理想的散列函數(shù)是把集合中不相等的實(shí)例均勻地分布到所有可能的 int 之上愤炸。但非常困難，只能實(shí)現(xiàn)相對(duì)接近這種理想的情形掉奄。

當(dāng)計(jì)算散列碼時(shí)规个，要將每個(gè)域都考慮進(jìn)去。可以將每個(gè)域都當(dāng)成 R 進(jìn)制的某一位诞仓，然后組成一個(gè) R 進(jìn)制的整數(shù)缤苫。

R 一般取奇數(shù) 31，偶數(shù)會(huì)出現(xiàn)乘法溢出墅拭，信息會(huì)丟失活玲。因?yàn)榕c 2 相乘相當(dāng)于向左移一位，最左邊的位丟失帜矾。并且一個(gè)數(shù)與 31 相乘可以轉(zhuǎn)換成移位和減法：31*x == (x<<5)-x翼虫，編譯器會(huì)自動(dòng)進(jìn)行這個(gè)優(yōu)化。

如下是一個(gè)如何簡(jiǎn)單的計(jì)算散列碼的參考：

• 基本類型調(diào)用 Type.hashCode(value) 來(lái)生成屡萤。Type 類型為基本類型各自的包裝類珍剑。
• 如果是引用類型，并且需要覆蓋 equals() 方法死陆，equals() 方法使用哪些域比較招拙，hashCode() 方法也會(huì)遞歸地調(diào)用這些域的散列碼并計(jì)算。
• 如果是數(shù)組類型措译，那數(shù)組中的每個(gè)值都當(dāng)做單獨(dú)的域來(lái)處理别凤。也可以使用 Arrays.hashCode() 方法計(jì)算。

不要試圖從散列碼計(jì)算中排除掉一個(gè)對(duì)象的關(guān)鍵域來(lái)提高性能领虹。

下面重寫 Student 類的 hashCode() 方法：

@Override
public int hashCode() {
    int result = super.hashCode();
    result = 31 * result + sid;
    return result;
}

hashCode() 方法返回的散列碼也可以是負(fù)數(shù)规哪，合理地組合實(shí)例域的散列碼，以便能夠讓各個(gè)不同的對(duì)象產(chǎn)生的散列碼更加均勻塌衰。

toString()

默認(rèn)的 toString() 方法是返回的是 java.lang.Object@511baa65 這種類型是的字符串诉稍。

Student sample = new Student(1001, "小咖", 20, "男");
System.out.println(sample); // java.lang.Object@511baa65

上面 System.out.println(sample) 會(huì)自動(dòng)調(diào)用 sample.toString() 方法將值輸出到控制臺(tái)。但是最疆，提供好的 toString() 實(shí)現(xiàn)可以獲取對(duì)象狀態(tài)的必要信息杯巨，也易于調(diào)試。因此建議為每個(gè)自定義的類覆蓋 toString() 方法努酸。

下面重寫 Student 類的 toString() 方法：

@Override
public String toString() {
    return getClass().getName() 
            + "{ sid=" + sid
            + ", name=" + super.getName()
            + ", age=" + super.getAge()
            + ", sex=" + super.getSex()
            + " }";
}

如果父類 Person 也重寫類 toString() 方法：

@Override
public String toString() {
    return getClass().getName() + 
            "{" + '\'' +
            "name='" + name + '\'' +
            ", age=" + age +
            ", sex='" + sex + '\'' +
            '}';
    }

并且子類的 toString() 也可以調(diào)用：

@Override
public String toString() {
    return super.toString() + "{sid = " + sid + "}";
}
// xxx.Student{'name='小咖', age=20, sex='男'}{sid = 1001}

clone()

Object 類提供了 clone() 方法用于克隆實(shí)例服爷，但因?yàn)槭?protected 修飾符所修飾的方法，因此不會(huì)顯示地覆蓋 clone() 获诈。實(shí)現(xiàn) Cloneable 接口的類可以覆蓋 clone() 方法提供克隆仍源。如果不實(shí)現(xiàn)，會(huì)拋出 CloneNotSupportedException 異常舔涎。正確的寫法如下所示：

public class Person implements Cloneable {
    private String name;
    private int age;
    private String sex;
    private String[] address;
    public Person(String name, int age, String sex) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.sex = sex;
    }
    
    ...省略getter與setter...

    @Override
    protected Person clone() throws CloneNotSupportedException {
        return (Person) super.clone();
    }
}

Java 支持協(xié)變返回類型镜会，也就是覆蓋方法的返回類型可以是被覆蓋方法的返回類型的子類。并且在 clone() 方法中調(diào)用 super.clone() 方法得到功能完整的克隆對(duì)象终抽。

當(dāng)使用 Person 創(chuàng)建對(duì)象并調(diào)用 clone() 方法克隆戳表。

Person s1 = new Person("小卡", 22, "男");
s1.setAddress(new String[] {"浙江省", "江蘇省", "湖南省"});
Person s2 = sample.clone();
System.out.println(s1.hashCode()); // 873415566
System.out.println(s2.hashCode()); // 818403870
System.out.println(s1 == s2); // false
System.out.println(s1.getAddress() == s2.getAddress()); // true

從上面的代碼中得出桶至，調(diào)用 clone() 方法獲得的對(duì)象是個(gè)新的對(duì)象，但是對(duì)象中的引用還是原來(lái)的引用匾旭，而不是新引用镣屹。這次的克隆被稱為 淺拷貝。

9-1 淺拷貝.png

使用 clone() 方法與通過(guò)構(gòu)造器創(chuàng)建對(duì)象實(shí)際上是一樣的价涝，要確保不會(huì)傷害到原始的對(duì)象女蜈，并確保正確地創(chuàng)建被克隆的對(duì)象中的約束條件。這次的克隆被稱為 深拷貝色瘩。

9-2 深拷貝.png

因此伪窖，在 Person 類的內(nèi)部，address 數(shù)組也要遞歸地調(diào)用 clone() 方法：

@Override
protected Person clone() throws CloneNotSupportedException {
    Person result = (Person) super.clone();
    result.address = address.clone();
    return result;
}

記住居兆，Cloneable 與引用可變對(duì)象的 final 域的正常用法是不兼容的覆山。因此，實(shí)現(xiàn) clone() 方法禁止給 final 賦新值泥栖。

上述的拷貝方式比較復(fù)雜簇宽。可以在類中提供一個(gè)拷貝構(gòu)造器或拷貝工廠來(lái)實(shí)現(xiàn)克隆的替代功能吧享。

public Person(Person value) {...}
public static Person newInstance(Person value) {...}

finalize()

當(dāng) GC 確定不再有對(duì)該對(duì)象的引用時(shí)魏割，GC 會(huì)調(diào)用對(duì)象的 finalize() 方法來(lái)清除回收。

protected void finalize() throws Throwable { }

因此钢颂，子類可以通過(guò)覆蓋此方法處理一些額外的清理工作钞它。 但是，finalize() 方法何時(shí)被調(diào)用取決于 Java VM殊鞭，而且不保證 finalize() 方法會(huì)被及時(shí)地執(zhí)行 须揣。因此，不要依賴 finalize() 方法來(lái)更新重要的持久狀態(tài)钱豁。

Java VM 會(huì)確保一個(gè)對(duì)象的 finalize() 方法只被調(diào)用一次，而且程序中不能直接調(diào)用 finalize() 方法疯汁。

finalize() 方法通常也不可預(yù)測(cè)牲尺，而且很危險(xiǎn)，一般情況下幌蚊，不必要覆蓋 finalize() 方法谤碳。

wait 與 notify

Object 對(duì)象提供了 wait() 和 notify() 方法，這兩個(gè)方法的使用是相對(duì)的：

• wait()：線程進(jìn)入等待狀態(tài)溢豆。
• notify()：?jiǎn)拘训却搶?duì)象的線程蜒简。

使用 wait() 方法必須在同步區(qū)域內(nèi)部調(diào)用，這個(gè)同步區(qū)域?qū)?duì)象鎖定在調(diào)用 wait() 方法的對(duì)象上漩仙。下面是使用 wait() 方法的標(biāo)準(zhǔn)模式：

synchronized (obj) {
    while (<condition does not hold>) {
        obj.wait();
    }
}

這時(shí)的 obj 對(duì)象所在線程會(huì)處于等待狀態(tài)搓茬，需要使用 notify() 方法喚醒 obj 所在線程犹赖。

synchronized (obj) {
    obj.notify();
}

最好使用 notifyAll() 方法喚醒線程。因?yàn)榭倳?huì)產(chǎn)生正確的結(jié)果卷仑，保證會(huì)喚醒所有需要被喚醒的線程峻村。雖然也會(huì)喚醒其他線程，但不影響程序的正確性锡凝，而且 notifyAll() 方法代替 notify() 方法可以避免來(lái)自不相關(guān)線程的意外或惡意的等待粘昨。

<small>注意：必須使用 synchronized，否則會(huì)報(bào) IllegalMonitorStateException 異常窜锯。</small>

總結(jié)

這里對(duì) Object 類做了一個(gè)簡(jiǎn)單的了解张肾，知道 Object類是一切類的基類，可以引用一切的引用類型锚扎，包括數(shù)組類型吞瞪。且 Object 中提供的方法需要在適合的場(chǎng)景下覆蓋得到最佳的結(jié)果，最好始終都覆蓋 toString() 方法工秩。

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