Java Object类核心方法全解析：12个必会知识点与面试高频考点

在Java编程语言中，Object类是所有类的终极超类。这意味着任何Java对象都继承自Object，并可以使用其定义的方法。熟练掌握Object类的核心方法，不仅是编写健壮代码的基础，也是应对大厂Java面试的常见考点。本文将深入解析其12个核心方法，涵盖原理、使用示例与常见误区。

首先，我们来看一下Object类的完整方法列表：

public class Object{
    public Object(){}
    public final native Class<?> getClass();
    public native int hashCode();
    public boolean equals(Object obj);
    protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;
    public String toString();
    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;
    public final void wait() throws InterruptedException;
    protected void finalize() throws Throwable{}
}

equals(Object obj)

这个方法用于比较两个对象是否“相等”。在Object类的默认实现中，它进行的是引用比较（即==比较），只有当两个引用指向堆内存中的同一个对象时，才返回true。

Object obj1 = new Object();
Object obj2 = new Object();
Object obj3 = obj1;
System.out.println(obj1.equals(obj2)); // false
System.out.println(obj1.equals(obj3)); // true

然而，许多JDK内置类（如String、Integer）以及我们自定义的类都会重写此方法，以实现基于对象内容（属性值）的比较，这更符合业务逻辑上的“相等”概念。重写equals方法通常遵循以下模式：

@Override
public boolean equals(Object obj){
    if(this == obj){
        return true;
    }
    if(obj == null || getClass() != obj.getClass()){
        return false;
    }
    MyClass other = (MyClass) obj;
    return Objects.equals(this.someField, other.someField);
}

hashCode()

hashCode()返回对象的哈希码，是一个由本地方法生成的int类型整数。默认实现通常与对象的内存地址相关。

哈希码在基于哈希的集合类中至关重要，例如HashMap、HashSet会利用它来快速定位元素的存储桶（bucket），从而提高查找效率。

一个重要的契约是：如果两个对象根据equals(Object)方法比较是相等的，那么调用这两个对象的hashCode()方法必须产生相同的整数结果。 因此，当你重写了equals方法时，必须同时重写hashCode方法，以确保相等的对象具有相等的哈希码。可以使用java.util.Objects.hash()工具方法来方便地生成。

@Override
public int hashCode(){
    return Objects.hash(someField);
}

clone()

clone()方法用于创建并返回当前对象的一个副本。要使用此方法，类必须实现Cloneable接口，否则会抛出CloneNotSupportedException。

Object类提供的默认clone()实现是“浅拷贝”（shallow copy），即复制对象本身，但对于对象内部的引用类型字段，复制的只是引用地址，新旧对象将共享这些引用指向的同一个子对象。

class MyClass implements Cloneable{
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException{
        return super.clone();
    }
}

finalize()

这是一个在垃圾回收器（Garbage Collector）确定该对象不再被引用，并准备回收其内存之前，由JVM调用的方法。开发者可以重写此方法来执行一些资源清理工作，例如关闭文件流、网络连接等。

图：JVM垃圾回收与finalize方法调用示意图

然而，需要注意，finalize()的执行时机是不确定的，甚至不保证一定会被执行（例如JVM提前退出）。因此，在Java的现代编程实践中，强烈不建议依赖finalize()进行资源清理，而应使用try-with-resources语句或显式调用close()方法。

@Override
protected void finalize() throws Throwable{
    try{
        // 清理资源的代码（不推荐）
    } finally{
        super.finalize();
    }
}

getClass()

这是一个final方法，返回此对象的运行时类（Class对象）。它提供了在程序运行时获取对象类型信息的能力，是Java反射机制的基石。

Object obj = new Object();
System.out.println(obj.getClass()); // 输出：class java.lang.Object

notify(), notifyAll(), wait()

这三个方法是Java实现线程间通信（等待/通知机制）的核心，用于协调多个线程对共享资源的访问。它们必须在synchronized同步块或同步方法内部调用，因为它们操作的是当前线程持有的对象监视器锁（monitor lock）。

• wait(): 使当前线程进入等待状态，并释放持有的对象锁，直到其他线程调用此对象的notify()或notifyAll()方法将其唤醒。
• notify(): 随机唤醒一个正在此对象监视器上等待的单个线程。
• notifyAll(): 唤醒所有正在此对象监视器上等待的线程。

// 线程A等待
synchronized(obj){
    obj.wait();
}

// 线程B唤醒
synchronized(obj){
    obj.notify();
}

wait(long timeout), wait(long timeout, int nanos)

这是wait()方法的重载版本，允许线程进行限时等待。调用后，线程将进入等待状态，直到以下两种情况之一发生：1）被其他线程notify唤醒；2）等待时间超过指定的毫秒数（及纳秒数）。

synchronized(obj){
    obj.wait(1000); // 最多等待1秒
}

理解并掌握以上Object类的方法，是每一位Java开发者构建扎实知识体系的必经之路。它们频繁出现在日常编码和面试考察中，深入理解其原理与使用场景，能帮助你写出更高效、更稳定的程序。