java中的Object类和其clone()

1.Object是所有类的父类，任何类都默认继承Object，即直接或间接的继承java.lang.Object类。由于所有的类都继承在Object类，因此省略了
extends Object关键字。

2.Object类中主要有以下方法:

　　toString()  getClass()  equals()  clone()  finalize()  notify()  notifyAll()  wait()

其中toString(),getClass(),equals()是其中最重要的方法。getClass(),notify(),notifyAll(),wait()等方法被定义为final类型，因此不能重写。

3.clone()方法

public class Object  {
    protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;
}

(1) clone()存在的原因是Java里除了8种基本类型传参数是值传递，其他的类对象传参数都是引用传递。可以在类中复写clone方法以实现深拷贝。
(2) Object类的 clone() 方法是一个native方法，native方法的效率一般来说都是远高于Java中的非native方法。这也解释了为什么要用Object中clone()
方法而不是先new一个类，然后把原始对象中的信息复制到新对象中。
(3) 必须要重写clone()方法以达到在类外使用的目的。
(4) Object.clone()方法返回一个Object对象, 必须进行强制类型转换才能得到我们需要的类型。

在派生类中实现Cloneable接口。奇怪的发现Cloneable竟然是空的，它仅仅是一个标志，而且这个标志也仅仅是针对 Object类中 clone()方法的，如果 clone 类没有实现
Cloneable 接口，并调用了 Object 的 clone() 方法（也就是调用了 super.Clone() 方法），那么Object 的 clone() 方法就会抛出
CloneNotSupportedException 异常。

clone使用demo1：

class Person implements Cloneable { //clone()是Object类中的protected成员方法。继承Cloneable只是为了运行时不要报异常。
    private int age ;
    private String name;
    
    public Person(int age, String name) {
        this.age = age;
        this.name = name;
    }
    
    public Person() {}
 
    public int getAge() {
        return age;
    }
 
    public String getName() {
        return name;
    }
    
    /*
     * 这里必须要复写Object类的clone()方法，原因：
     * Object类中的clone()方法是protected权限，只能在本包中或者在其它包的子类中访问(注意是子类中)
     * 这里重写一下，虽然还是protected的，但是可以在本包中访问了。
     */
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}


public class Test {
    public static void main(String args[]) {
        Person p = new Person(23, "zhang");
        Person p1 = null;
        try {
            p1 = (Person) p.clone(); //非子类中访问clone()方法
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        if (p1 != null) {
            System.out.println(p); //若引用的是同一个类，打印的hash值是一样的，clone的是不同的
            System.out.println(p1);    
        }
    }
}

如果想要拷贝一个对象，这个对象必须要实现Cloneable接口，实现clone方法。

clone使用demo2：

public class CloneTest {

    static class Body implements Cloneable {
        /**/
        public Head head;
        public Body() {}
        public Body(Head head) { this.head = head; }

        @Override
        protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
            Body newBody =  (Body)super.clone();
            newBody.head = (Head)head.clone(); //
            return newBody;
        }
        
    }
        
    static class Head implements Cloneable {
        public Face face;
        public Head() {}
        public Head(Face face){ this.face = face; }

        @Override
        protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
            Head newHead = (Head)super.clone();
            newHead.face = (Face)face.clone(); // face.clone();相对于Face类来说在Face类外部，若Face类没有重写这个接口将报错
            return newHead;
        }
    } 
        
    static class Face implements Cloneable {
        @Override
        protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
            return super.clone();
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        
        Body body = new Body(new Head(new Face()));
        
        Body body1 = (Body) body.clone();
        
        System.out.println("body == body1 : " + (body == body1) );
        
        System.out.println("body.head == body1.head : " +  (body.head == body1.head));
        
        System.out.println("body.head.face == body1.head.face : " +  (body.head.face == body1.head.face));
        
        
    }
}

若Face类不实现Cloneable接口，Head类中也不调用face.clone(),那么成员对象face传的还是引用！这就是一种不彻底的深拷贝。

结论：如果想要深拷贝一个对象，这个对象必须要实现Cloneable接口，实现clone方法，并且在clone方法内部，把该对象成员变量中引用的其他对象也要clone一份，这就要求这个被成员对象引用的对象必须也要实现Cloneable接口并且重写clone方法。

4.toString()方法

public String toString() {
    return getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(hashCode());
}

一般子类重写这个方法以便打印自己想到的内容。

5.getClass()方法

public final native Class<?> getClass();

返回此Object运行时类类型，final修饰不可重写，一般和getName()联合使用，如getName().getClass().

6.finalize()方法

protected void finalize() throws Throwable {}

该方法用于释放资源。因为无法确定该方法什么时候被调用，很少使用。

关于垃圾回收，有三点需要记住：
a.对象可能不被垃圾回收，只要程序没有濒临存储空间用完的那一刻，对象占用的空间就总也得不到释放。
b.垃圾回收并不等于“析构”。
c.垃圾回收只与内存有关，使用垃圾回收的唯一原因是为了回收程序不再使用的内存。

7.equals()方法

public boolean equals(Object obj) {
    return (this == obj);
}

直接判断的是引用，若想判断内容是否相同，需要重写此方法。

8.hashCode()方法

public native int hashCode();

返回该对象的哈希值,该方法用于哈希查找.

9.wait()方法

public final native void wait() throws InterruptedException;
public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException; //超时时间timeout ms

wait()方法一直等待，直到获得锁或者被中断。wait(timeout)如果在规定时间内没有获得锁就返回。

调用该方法后当前线程进入睡眠状态，直到以下事件发生。
　　a.其他线程调用了该对象的notify方法。
　　b.其他线程调用了该对象的notifyAll方法。
　　c.其他线程调用了interrupt中断该线程。
　　d.时间间隔到了。

注意：只有获取锁后wait()方法才起作用，没有获取锁调用wiat()方法无效。调用wait()方法后会释放线程锁，等待结束后重新获取锁继续执行。

class A {
    public synchronized void printThreadInfo() throws InterruptedException
    {
        int i = 0;

        while (i++ < 5) {
            this.wait(1000);
            System.out.println("Still need wait resourse");
        }
    }
}

public class Test {
    public static void main(String args[]) {
        A a = new A();
        try {
            a.printThreadInfo();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

public class WaitNotifyTest {
    public static void main(String[] args) {
        final Object lock = new Object(); //局部变量lock在内部类中访问了，需要加上final修饰
        
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("线程A等待获取lock锁");
                synchronized (lock) {
                    try {
                        System.out.println("线程A获取了lock锁");
                        Thread.sleep(1000);
                        System.out.println("线程A将要运行lock.wait()方法进行等待");
                        lock.wait();
                        System.out.println("线程A等待结束");
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }).start();
        
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("线程B等待获取lock锁");
                synchronized (lock) {
                    System.out.println("线程B获取了lock锁");
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println("线程B将要运行lock.notify()方法进行通知");
                    lock.notify();
                }
            }
        }).start();
    }
}

JVM的一些函数使用了JNI

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},
};

参考：https://blog.csdn.net/qq_38293564/article/details/80432875

10.notify()方法

public final native void notify();

该方法唤醒在该对象上等待的某个线程。

11.notifyAll()方法

public final native void notifyAll();

该方法唤醒在该对象上等待的所有线程。