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Java对象的‘生老病死’(java对象的三大特征)

nanyue 2024-08-04 16:58:54 技术文章 8 ℃

所谓‘生老病死’就是一个对象从创建,使用再到回收的过程。

一. 对象的创建

创建对象大致有以下四种方式

  • 使用new关键字创建,基本方式
Object object = new Object();
  • 使用Object的clone()方法

clone()方法是一个本地方法,被关键字native修饰,要想使用clone方法必须实现Cloneable接口,重写clone()方法,否则抛出CloneNotSupportedException异常(克隆不被支持

public class Person implements Cloneable, Serializable{
    int age ;//年龄
    String name;//姓名
    Position position;//职位信息
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public Position getPosition() {
        return position;
    }
    public void setPosition(Position position) {
        this.position = position;
    }
    //不重写,用父类的clone方法
	@Override
    protected Person clone() throws CloneNotSupportedException {
        return (Person)super.clone();
    }
}

public class Position {
    String companyName;//公司名称
    String positionName;//职位名称
    public String getCompanyName() {
        return companyName;
    }
    public void setCompanyName(String companyName) {
        this.companyName = companyName;
    }
    public String getPositionName() {
        return positionName;
    }
    public void setPositionName(String positionName) {
        this.positionName = positionName;
    }
}

这是个Person类有三个属性,年龄、姓名、职位信息,通过clone方法克隆一个对象。

public class test{
    public static void main(String[] arg) throws CloneNotSupportedException {
        Position position = new Position();
        position.setCompanyName("腾讯");
        position.setPositionName("开发工程师");
        Person p1 = new Person();
        p1.setAge(18);
        p1.setName("小王");
        p1.setPosition(position);
        Person p2 = p1.clone();
        System.out.println("p1内存地址:"+p1+",p1中position内存地址:"+p1.getPosition());
        System.out.println("p2内存地址:"+p2+",p2中position内存地址:"+p2.getPosition());
    }
}

结果如下,有两个问题:

  1. p1,p2指向的内存地址值不一样,指向不同的对象

对p1进行克隆的时候,是完全创建了一个新对象,有自己的内存地址,p2就指向这个新创建的对象

  1. p1,p2中position指向的内存地址值一样,指向同一个对象,对p1的position修改,会影响p2的position

我们在重写clone方法的时候并没有,给出具体的实现细节,而是用super关键字,沿用父类的clone方法。这时的clone方法,并不会新建个position对象,而是指向的p1的position,要想创建新的position对象,两个对象互不影响,则需要我们自己实现clone()方法。

    @Override
    protected Person clone() throws CloneNotSupportedException {
        Person person = (Person)super.clone();
        Position position = new Position();
        position.companyName = person.position.companyName;
        position.positionName = person.position.positionName;
        person.setPosition(position);
        return person;
    }

重写后,p1,p2指向的内存地址就不一样了,这样就不会相互影响了。


  • 反射

所谓反射其实就是,通过类对象来获取类本身的信息,比如有几种构造方法, 有多少属性,有哪些普通方法,每个类都有自己的类对象,通过类对象,我们就能够从反射的角度来创建对象了。

Person p1 = Person.class.newInstance();
  • 反序列化

序列化是指将对象转换成字节序列(byte[]数组)的过程称为对象的序列化,反序列化则是将字节序列恢复为对象的过程

实现序列化之前,被序列化的对象要实现Serializable接口才能序列化成功

public class test{
    public static void main(String[] arg){
        try (
             ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("person.txt"))) {
            //序列化
            Person person = new Person();
            person.setName("小张");
            person.setAge(18);
            oos.writeObject(person);

            //反序列化
            ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("person.txt"));
            Person person1 = (Person) ois.readObject();
            System.out.println(person1.getName() +"," + person1.getAge());
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
//输出结果:小张,18

我们可以分析下这段代码在虚拟机的内存流程:

①启动程序,demo.java被编译成字节码文件demo.class,将字节码文件放入方法区,查看字节码文件中是否有常量,有则放入常量池

②执行main方法,创建main方法栈帧,入Java栈,执行main方法程序

③按main方法顺序执行,创建student对象,方法区中没有类student的字节码文件,加载Student.class到方法区,然后创建对象,Student stu 引用在main栈帧中,堆中创建一个区域存放对象实例,地址为0X001,age默认值是0,name默认值为null

④通过stu引用指向的地址,拿到对象进行赋值

⑤调用getInfo()方法,getInfo()方法的栈帧入Java栈,执行getInfo方法,打印了一句话“姓名:小王,年龄:18”,方法执行结束,出栈。剩余main方法栈帧在里面

⑥main方法执行完成,main方法栈帧出栈,程序运行完成。


注意: JDK1.7 及之后版本的 JVM 已经将运行时常量池从方法区中移了出来,在 Java 堆(Heap)中开辟了一块区域存放运行时常量池。


  • 通过句柄访问

我们在创建对象的时候,Java堆中会划分出一块内存来作为句柄池,引用变量中存储的就是对象的句柄地址,而句柄中包含了对象实例数据和类型数据各自的具体地址信息,


  • 通过直接指针访问

在堆中就不会分句柄池了,直接指向了对象的地址,对象中包含了对象类型数据的地址。

3. 对象的回收

几乎所有的对象实例都存放在堆中,那JVM怎么知道哪些对象需要进行回收清除?首先要判断这个对象是否已经不再被使用,判断对象是否被使用有两种方法。

  • 引用计数法

创建对象之后,会给每个对象添加一个引用计数器,每当这个对象被引用时,引用计数器加1;引用失效时,引用计数器减1。当这个对象的引用计数器为0,不在变化时,则该对象没有被引用,可回收。虽然这种方法实现简单,但是如果两个对象之间相互调用,引用计数器都不会为0,他们都不会被回收,显然Java虚拟机并没有选择这种方法来管理内存。


  • 可达性分析法

通过一些被称为GC Roots的对象作为起点,从这些节点开始向下搜索,搜索走过的路径被称为引用链(Reference Chain),当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连时(即从GC Roots节点到该节点不可达),则证明该对象是不可用的。

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