盤點 Java 創建對象的 x 操作
我們日常生活中會創建很多對象,但是這個對象和你理解的那么對象不一樣,因為作者不是女媧,不能造人。作者只是程序員,他只能在 Java 中創建對象。
那么我問你一個問題,你知道 Java 中如何創建對象嗎?
這個問題仿佛是給 Java 新手來寫的,好像有點瞧不起在座各位的樣子,嗯。。。那么我換種問法好了,畢竟看我公眾號的人都是將來月入 10w 的大佬。
你知道 Java 中有哪幾種創建對象的方式嗎?
誒?這個問題有點意思,平常我們用的最多的就是使用 new 來創建對象了,這是第一種方式;如果我們使用框架的話就直接交給 Spring 去管理就好了,Spring 底層是使用反射來創建對象的,這是第二種方式;然后。。。。。。。有點想不起來了,不要急,這篇文章就幫你回顧下。
使用 new 來創建對象
使用 new 來創建對象是最簡單的一種方式了,new 是 Java 中的關鍵字,new 通過為新對象分配內存并返回對該內存的引用來實例化一個類,這個實例化一個類其實就相當于創建了一個對象,因為類也是一種對象;new 也負責調用對象的構造函數,下面是使用 new 來創建對象的代碼
- Object obj = new Object();
這段代碼中,我們在堆區域中分配了一塊內存,然后把 obj 對象指向了這塊內存區域。
不知道你有沒有看過 new 的字節碼呢?下面是這段代碼的字節碼
在 Java 中,我們認為創建一個對象就是調用其構造方法,所以我們使用 new Object() 構造的對象,其實是調用了 Object 類的無參數 的構造方法。但是通過字節碼我們發現,對象的創建和調用其構造方法是分開的。
字節碼的 new 表示在堆中創建一個對象,并把對象的引用推入棧中。invokespecial 表示調用對象無參數的構造方法。其實,JVM 提供了五種方法調用指令,分別是
- invokestatic:該指令用于調用靜態方法,即使用 static 關鍵字修飾的方法;
- invokespecial:該指令用于三種場景:調用實例構造方法,調用私有方法(即 private 關鍵字修飾的方法)和父類方法(即 super 關鍵字調用的方法);
- invokeinterface:該指令用于調用接口方法,在運行時再確定一個實現此接口的對象;
- invokevirtual:該指令用于調用虛方法(就是除了上述三種情況之外的方法);
- invokedynamic:在運行時動態解析出調用點限定符所引用的方法之后,調用該方法;在 JDK 1.7 中提出,主要用于支持 JVM 上的動態腳本語言(如 Groovy,Jython 等)
好了,現在你知道了 new 和 invokespecial 是干啥用的,那么 dup 指令呢?
dup 會復制棧上的最后一個元素,然后再次將其推入棧;因此,如果在棧上有一個對象引用,并且調用了 dup,則現在在棧上有對該對象的兩個引用。看起來有點不知其所以然,所以在求助網上的時候,又發現了 R 大的解釋
來源:https://www.zhihu.com/question/52749416
后面的 astore 就會把操作數棧頂的那個引用消耗掉,保存到指定的局部變量去。
如果直接使用 new Object() 沒有創建局部變量的話,請注意一下它的字節碼。
看出來細微的差別了嗎?上圖中的 astore_1 竟然變成了 pop,這也就是說,new Object() 沒有保存對象的局部變量,而是直接把它給消耗掉了。嗯,符合預期。
所以這是第一種創建的方式,也就是使用 new 來創建。
使用 newInstance 方法來創建
這個newInstance 方法指的是 class 類中的方法,newInstance 方法會調用無參的構造方法創建對象。
我們可以使用 newInstance 方法創建對象,下面是使用示例代碼
- User user = (User)Class.forName("com.cxuan.test.User").newInstance();
- // 或者使用
- User user = User.class.newInstance();
下面我們分析一下這個字節碼,其實使用第一種方式和第二種方式就差了一個 Class.forName 的字節碼,這是一個靜態方法,應該用的是invokestatic,下面我們驗證一下。
第一種方式的字節碼
第二種方式的字節碼
可以看到,我們驗證的是正確的。
那么這段字節碼是什么意思呢?
ldc 的意思是把常量池中的引用推入到當前堆棧中,invokestatic 和 invokevirtual 我們上面解釋過了,然后就是 checkcast, 這個字節碼的含義就是進行類型轉換,因為 newInstance 生成的是一個 Object 的對象,所以我們需要把它轉換為我們需要的 User 類型,這個字節碼就是干這個活的。
使用反射來創建對象
使用反射來創建對象其實也是使用了 newInstance 方法,只不過這個方法是 Constructor ,Java 反射中構造器的方法,我們可以通過這種方式來創建一個新的對象。如下代碼所示
- Constructor<User> constructor = User.class.getConstructor();
- User user = constructor.newInstance();
下面是它的字節碼
這里解釋下 iconst_0 ,它的意思就是將 int 值 0 加載到堆棧上,這個相當于是為 getConstructor 方法準備參數分配的字節碼。
為了驗證這個結論,我們從簡優化,看一下其他方法的字節碼
- User.class.getDeclaredField("id");
它的字節碼如下:
可以看到,第二個 ldc 其實就是 getDeclaredField 中的參數,為 String 類型,所以是用的 ldc,它是將引用推入堆棧。
使用對象克隆來創建對象
這是第四種創建方式,使用 Cloneable 類中的 clone() 方法來創建,它的前提是你需要實現 Cloneable 接口并實現其定義的 clone 方法。用 clone 方法創建對象并不會調用任何構造函數。
如下代碼所示
- Constructor<User> constructor = User.class.getConstructor();
- User user = constructor.newInstance();
- user.setName("cxuan");
- User user2 = (User)user.clone();
- System.out.println(user2.getName());
輸出 cxuan
它的字節碼如下
這個字節碼有些長,但是字節碼的概念和含義我們上面已經介紹過了,最主要的就是推入堆棧,調用對應的實例方法。
對象克隆這塊是面試官非常喜歡考的一個點,我后面會解析一下淺拷貝和深拷貝的區別。
使用反序列化創建對象
當我們使用序列化和反序列化時,JVM 也會幫我們創建一個單獨的對象。在反序列化時,JVM 創建對象不會調用任何構造函數,如下代碼所示
- ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("xxx"));
- out.writeObject(user2);
- out.close();
- //Deserialization
- ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream("xxx"));
- User user3 = (User) in.readObject();
- in.close();
- user3.setName("cxuan003");
- System.out.println(user3 + ", hashcode : " + user3.hashCode());
這段反編譯過后的字節碼文件比較長,我這里就先不貼出來了,讀者們可以自己編譯看一下,其實并沒有特別的字節碼指令,大部分我們上面已經提到過了。
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