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java Object類原始碼詳解 及nativ

Java程式碼 複製程式碼
  1. package java.lang;   
  2. publicclass Object {   
  3. /* 一個本地方法,具體是用C(C++)在DLL中實現的,然後通過JNI呼叫。*/  
  4. privatestaticnativevoid registerNatives();   
  5.   /* 物件初始化時自動呼叫此方法*/
  6. static {   
  7.         registerNatives();   
  8.     }   
  9. /* 返回此 Object 的執行時類。*/
  10. publicfinalnative Class<?> getClass();   
  11. /*  
  12. hashCode 的常規協定是:  
  13. 1.在 Java 應用程式執行期間,在對同一物件多次呼叫 hashCode 方法時,必須一致地返回相同的整數,前提是將物件進行 equals 比較時所用的資訊沒有被修改。從某一應用程式的一次執行到同一應用程式的另一次執行,該整數無需保持一致。 
     
  14. 2.如果根據 equals(Object) 方法,兩個物件是相等的,那麼對這兩個物件中的每個物件呼叫 hashCode 方法都必須生成相同的整數結果。   
  15. 3.如果根據 equals(java.lang.Object) 方法,兩個物件不相等,那麼對這兩個物件中的任一物件上呼叫 hashCode 方法不 要求一定生成不同的整數結果。但是,程式設計師應該意識到,為不相等的物件生成不同整數結果可以提高雜湊表的效能。  
  16. */
  17. publicnativeint hashCode();   
  18. publicboolean equals(Object obj) {   
  19. return (this == obj);   
  20.     }   
  21.     /*本地CLONE方法,用於物件的複製。*/
  22. protectednative Object clone() throws CloneNotSupportedException;   
  23. /*返回該物件的字串表示。非常重要的方法*/
  24. public String toString() {   
  25. return getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(hashCode());   
  26.     }   
  27. /*喚醒在此物件監視器上等待的單個執行緒。*/
  28. publicfinalnativevoid notify();   
  29. /*喚醒在此物件監視器上等待的所有執行緒。*/
  30. publicfinalnativevoid notifyAll();   
  31. /*在其他執行緒呼叫此物件的 notify() 方法或 notifyAll() 方法前,導致當前執行緒等待。換句話說,此方法的行為就好像它僅執行 wait(0) 呼叫一樣。   
  32. 當前執行緒必須擁有此物件監視器。該執行緒釋出對此監視器的所有權並等待,直到其他執行緒通過呼叫 notify 方法,或 notifyAll 方法通知在此物件的監視器上等待的執行緒醒來。然後該執行緒將等到重新獲得對監視器的所有權後才能繼續執行。*/
  33. publicfinalvoid wait() throws InterruptedException {   
  34.     wait(0);   
  35.     }   
  36. /*在其他執行緒呼叫此物件的 notify() 方法或 notifyAll() 方法,或者超過指定的時間量前,導致當前執行緒等待。*/
  37. publicfinalnativevoid wait(long timeout) throws InterruptedException;   
  38. /* 在其他執行緒呼叫此物件的 notify() 方法或 notifyAll() 方法,或者其他某個執行緒中斷當前執行緒,或者已超過某個實際時間量前,導致當前執行緒等待。*/
  39. publicfinalvoid wait(long timeout, int nanos) throws InterruptedException {   
  40. if (timeout < 0) {   
  41. thrownew IllegalArgumentException("timeout value is negative");   
  42.         }   
  43. if (nanos < 0 || nanos > 999999) {   
  44. thrownew IllegalArgumentException(   
  45. "nanosecond timeout value out of range");   
  46.         }   
  47. if (nanos >= 500000 || (nanos != 0 && timeout == 0)) {   
  48.         timeout++;   
  49.     }   
  50.     wait(timeout);   
  51.     }   
  52. /*當垃圾回收器確定不存在對該物件的更多引用時,由物件的垃圾回收器呼叫此方法。*/
  53. protectedvoid finalize() throws Throwable { }   

1.volatile:為了獲得最佳速度,java允許執行緒儲存共享成員變數的私有拷貝,而且只當執行緒進入或者離開同步程式碼塊時才與共享成員變數的原始值對比,volatile修飾的成員變數在每次被執行緒訪問時,都強迫從共享記憶體中重讀該成員變數的值。而且,當成員變數發生變化時,強迫執行緒將變化值回寫到共享記憶體。這樣在任何時刻,兩個不同的執行緒總是看到某個成員變數的同一個值,volatile關鍵字就是提示VM:對於這個成員變數不能儲存它的私有拷貝,而應直接與共享成員變數互動。
使用建議:在兩個或者更多的執行緒訪問的成員變數上使用volatile。當要訪問的變數已在synchronized程式碼塊中,或者為常量時,不必使用。

2.transient:transient宣告一個例項變數,當物件儲存時,它的值不需要維持

3.native:native是方法修飾符,native是由另外一種語言實現的本地方法,

一. 什麼是Native Method(轉載自javaeye某位大俠的文章)
   簡單地講,一個Native Method就是一個java呼叫非java程式碼的介面。一個Native Method是這樣一個java的方法:該方法的實現由非java語言實現,比如C。這個特徵並非java所特有,很多其它的程式語言都有這一機制,比如在C++中,你可以用extern "C"告知C++編譯器去呼叫一個C的函式。
   "A native method is a Java method whose implementation is provided by non-java code."
   在定義一個native method時,並不提供實現體(有些像定義一個java interface),因為其實現體是由非java語言在外面實現的。,下面給了一個示例:   
    public class IHaveNatives
    {
      native public void Native1( int x ) ;
      native static public long Native2() ;
      native synchronized private float Native3( Object o ) ;
      native void Native4( int[] ary ) throws Exception ;
    }
    這些方法的宣告描述了一些非java程式碼在這些java程式碼裡看起來像什麼樣子(view).
    識別符號native可以與所有其它的java識別符號連用,但是abstract除外。這是合理的,因為native暗示這些方法是有實現體的,只不過這些實現體是非java的,但是abstract卻顯然的指明這些方法無實現體。native與其它java識別符號連用時,其意義同非Native Method並無差別,比如native static表明這個方法可以在不產生類的例項時直接呼叫,這非常方便,比如當你想用一個native method去呼叫一個C的類庫時。上面的第三個方法用到了native synchronized,JVM在進入這個方法的實現體之前會執行同步鎖機制(就像java的多執行緒。)
    一個native method方法可以返回任何java型別,包括非基本型別,而且同樣可以進行異常控制。這些方法的實現體可以制一個異常並且將其丟擲,這一點與java的方法非常相似。當一個native method接收到一些非基本型別時如Object或一個整型陣列時,這個方法可以訪問這非些基本型的內部,但是這將使這個native方法依賴於你所訪問的java類的實現。有一點要牢牢記住:我們可以在一個native method的本地實現中訪問所有的java特性,但是這要依賴於你所訪問的java特性的實現,而且這樣做遠遠不如在java語言中使用那些特性方便和容易。
    native method的存在並不會對其他類呼叫這些本地方法產生任何影響,實際上呼叫這些方法的其他類甚至不知道它所呼叫的是一個本地方法。JVM將控制呼叫本地方法的所有細節。需要注意當我們將一個本地方法宣告為final的情況。用java實現的方法體在被編譯時可能會因為內聯而產生效率上的提升。但是一個native final方法是否也能獲得這樣的好處卻是值得懷疑的,但是這只是一個程式碼優化方面的問題,對功能實現沒有影響。
    如果一個含有本地方法的類被繼承,子類會繼承這個本地方法並且可以用java語言重寫這個方法(這個似乎看起來有些奇怪),同樣的如果一個本地方法被fianl標識,它被繼承後不能被重寫。
   本地方法非常有用,因為它有效地擴充了jvm.事實上,我們所寫的java程式碼已經用到了本地方法,在sun的java的併發(多執行緒)的機制實現中,許多與作業系統的接觸點都用到了本地方法,這使得java程式能夠超越java執行時的界限。有了本地方法,java程式可以做任何應用層次的任務。


二.為什麼要使用Native Method
   java使用起來非常方便,然而有些層次的任務用java實現起來不容易,或者我們對程式的效率很在意時,問題就來了。
   與java環境外互動:
   有時java應用需要與java外面的環境互動。這是本地方法存在的主要原因,你可以想想java需要與一些底層系統如作業系統或某些硬體交換資訊時的情況。本地方法正是這樣一種交流機制:它為我們提供了一個非常簡潔的介面,而且我們無需去了解java應用之外的繁瑣的細節。
   與作業系統互動:
   JVM支援著java語言本身和執行時庫,它是java程式賴以生存的平臺,它由一個直譯器(解釋位元組碼)和一些連線到原生代碼的庫組成。然而不管怎 樣,它畢竟不是一個完整的系統,它經常依賴於一些底層(underneath在下面的)系統的支援。這些底層系統常常是強大的作業系統。通過使用本地方法,我們得以用java實現了jre的與底層系統的互動,甚至JVM的一些部分就是用C寫的,還有,如果我們要使用一些java語言本身沒有提供封裝的作業系統的特性時,我們也需要使用本地方法。
    Sun's Java
    Sun的直譯器是用C實現的,這使得它能像一些普通的C一樣與外部互動。jre大部分是用java實現的,它也通過一些本地方法與外界互動。例如:類java.lang.Thread 的 setPriority()方法是用java實現的,但是它實現呼叫的是該類裡的本地方法setPriority0()。這個本地方法是用C實現的,並被植入JVM內部,在Windows 95的平臺上,這個本地方法最終將呼叫Win32 SetPriority() API。這是一個本地方法的具體實現由JVM直接提供,更多的情況是本地方法由外部的動態連結庫(external dynamic link library)提供,然後被JVM呼叫。


三.JVM怎樣使Native Method跑起來:
    我們知道,當一個類第一次被使用到時,這個類的位元組碼會被載入到記憶體,並且只會回載一次。在這個被載入的位元組碼的入口維持著一個該類所有方法描述符的list,這些方法描述符包含這樣一些資訊:方法程式碼存於何處,它有哪些引數,方法的描述符(public之類)等等。
    如果一個方法描述符內有native,這個描述符塊將有一個指向該方法的實現的指標。這些實現在一些DLL檔案內,但是它們會被作業系統載入到java程式的地址空間。當一個帶有本地方法的類被載入時,其相關的DLL並未被載入,因此指向方法實現的指標並不會被設定。當本地方法被呼叫之前,這些DLL才會被載入,這是通過呼叫java.system.loadLibrary()實現的。
  
   最後需要提示的是,使用本地方法是有開銷的,它喪失了java的很多好處。如果別無選擇,我們可以選擇使用本地方法。