盤點(diǎn) Java 創(chuàng)建對(duì)象的 x 操作

作者： cxuan 2021-03-17 07:49:21

我們?nèi)粘Ｉ钪袝?huì)創(chuàng)建很多對(duì)象，但是這個(gè)對(duì)象和你理解的那么對(duì)象不一樣，因?yàn)樽髡卟皇桥畫z，不能造人。作者只是程序員，他只能在 Java 中創(chuàng)建對(duì)象。

[[388017]]

那么我問你一個(gè)問題，你知道 Java 中如何創(chuàng)建對(duì)象嗎?

這個(gè)問題仿佛是給 Java 新手來寫的，好像有點(diǎn)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(hào)的人都是將來月入 10w 的大佬。

你知道 Java 中有哪幾種創(chuàng)建對(duì)象的方式嗎?

誒?這個(gè)問題有點(diǎn)意思，平常我們用的最多的就是使用 new 來創(chuàng)建對(duì)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(chuàng)建對(duì)象的，這是第二種方式;然后。。。。。。。有點(diǎn)想不起來了，不要急，這篇文章就幫你回顧下。

使用 new 來創(chuàng)建對(duì)象

使用 new 來創(chuàng)建對(duì)象是最簡單的一種方式了，new 是 Java 中的關(guān)鍵字，new 通過為新對(duì)象分配內(nèi)存并返回對(duì)該內(nèi)存的引用來實(shí)例化一個(gè)類，這個(gè)實(shí)例化一個(gè)類其實(shí)就相當(dāng)于創(chuàng)建了一個(gè)對(duì)象，因?yàn)轭愐彩且环N對(duì)象;new 也負(fù)責(zé)調(diào)用對(duì)象的構(gòu)造函數(shù)，下面是使用 new 來創(chuàng)建對(duì)象的代碼

Object obj = new Object();

這段代碼中，我們?cè)诙褏^(qū)域中分配了一塊內(nèi)存，然后把 obj 對(duì)象指向了這塊內(nèi)存區(qū)域。

不知道你有沒有看過 new 的字節(jié)碼呢?下面是這段代碼的字節(jié)碼

在 Java 中，我們認(rèn)為創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象就是調(diào)用其構(gòu)造方法，所以我們使用 new Object() 構(gòu)造的對(duì)象，其實(shí)是調(diào)用了 Object 類的無參數(shù) 的構(gòu)造方法。但是通過字節(jié)碼我們發(fā)現(xiàn)，對(duì)象的創(chuàng)建和調(diào)用其構(gòu)造方法是分開的。

字節(jié)碼的 new 表示在堆中創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象，并把對(duì)象的引用推入棧中。invokespecial 表示調(diào)用對(duì)象無參數(shù)的構(gòu)造方法。其實(shí)，JVM 提供了五種方法調(diào)用指令，分別是

invokestatic：該指令用于調(diào)用靜態(tài)方法，即使用 static 關(guān)鍵字修飾的方法;
invokespecial：該指令用于三種場景：調(diào)用實(shí)例構(gòu)造方法，調(diào)用私有方法(即 private 關(guān)鍵字修飾的方法)和父類方法(即 super 關(guān)鍵字調(diào)用的方法);
invokeinterface：該指令用于調(diào)用接口方法，在運(yùn)行時(shí)再確定一個(gè)實(shí)現(xiàn)此接口的對(duì)象;
invokevirtual：該指令用于調(diào)用虛方法(就是除了上述三種情況之外的方法);
invokedynamic：在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)解析出調(diào)用點(diǎn)限定符所引用的方法之后，調(diào)用該方法;在 JDK 1.7 中提出，主要用于支持 JVM 上的動(dòng)態(tài)腳本語言(如 Groovy，Jython 等)

好了，現(xiàn)在你知道了 new 和 invokespecial 是干啥用的，那么 dup 指令呢?

dup 會(huì)復(fù)制棧上的最后一個(gè)元素，然后再次將其推入棧;因此，如果在棧上有一個(gè)對(duì)象引用，并且調(diào)用了 dup，則現(xiàn)在在棧上有對(duì)該對(duì)象的兩個(gè)引用。看起來有點(diǎn)不知其所以然，所以在求助網(wǎng)上的時(shí)候，又發(fā)現(xiàn)了 R 大的解釋

來源：https://www.zhihu.com/question/52749416

后面的 astore 就會(huì)把操作數(shù)棧頂?shù)哪莻€(gè)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(chuàng)建局部變量的話，請(qǐng)注意一下它的字節(jié)碼。

看出來細(xì)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(duì)象的局部變量，而是直接把它給消耗掉了。嗯，符合預(yù)期。

所以這是第一種創(chuàng)建的方式，也就是使用 new 來創(chuàng)建。

使用 newInstance 方法來創(chuàng)建

這個(gè)newInstance 方法指的是 class 類中的方法，newInstance 方法會(huì)調(diào)用無參的構(gòu)造方法創(chuàng)建對(duì)象。

我們可以使用 newInstance 方法創(chuàng)建對(duì)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(gè)字節(jié)碼，其實(shí)使用第一種方式和第二種方式就差了一個(gè) Class.forName 的字節(jié)碼，這是一個(gè)靜態(tài)方法，應(yīng)該用的是invokestatic，下面我們驗(yàn)證一下。

第一種方式的字節(jié)碼

第二種方式的字節(jié)碼

可以看到，我們驗(yàn)證的是正確的。

那么這段字節(jié)碼是什么意思呢?

ldc 的意思是把常量池中的引用推入到當(dāng)前堆棧中，invokestatic 和 invokevirtual 我們上面解釋過了，然后就是 checkcast，這個(gè)字節(jié)碼的含義就是進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換，因?yàn)?newInstance 生成的是一個(gè) Object 的對(duì)象，所以我們需要把它轉(zhuǎn)換為我們需要的 User 類型，這個(gè)字節(jié)碼就是干這個(gè)活的。

使用反射來創(chuàng)建對(duì)象

使用反射來創(chuàng)建對(duì)象其實(shí)也是使用了 newInstance 方法，只不過這個(gè)方法是 Constructor ，Java 反射中構(gòu)造器的方法，我們可以通過這種方式來創(chuàng)建一個(gè)新的對(duì)象。如下代碼所示

Constructor<User> constructor = User.class.getConstructor(); 
User user = constructor.newInstance();

下面是它的字節(jié)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(gè)相當(dāng)于是為 getConstructor 方法準(zhǔn)備參數(shù)分配的字節(jié)碼。

為了驗(yàn)證這個(gè)結(jié)論，我們從簡優(yōu)化，看一下其他方法的字節(jié)碼

User.class.getDeclaredField("id");

它的字節(jié)碼如下：

可以看到，第二個(gè) ldc 其實(shí)就是 getDeclaredField 中的參數(shù)，為 String 類型，所以是用的 ldc，它是將引用推入堆棧。

使用對(duì)象克隆來創(chuàng)建對(duì)象

這是第四種創(chuàng)建方式，使用 Cloneable 類中的 clone() 方法來創(chuàng)建，它的前提是你需要實(shí)現(xiàn) Cloneable 接口并實(shí)現(xiàn)其定義的 clone 方法。用 clone 方法創(chuàng)建對(duì)象并不會(huì)調(diào)用任何構(gòu)造函數(shù)。

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(jié)碼如下

這個(gè)字節(jié)碼有些長，但是字節(jié)碼的概念和含義我們上面已經(jīng)介紹過了，最主要的就是推入堆棧，調(diào)用對(duì)應(yīng)的實(shí)例方法。

對(duì)象克隆這塊是面試官非常喜歡考的一個(gè)點(diǎn)，我后面會(huì)解析一下淺拷貝和深拷貝的區(qū)別。

使用反序列化創(chuàng)建對(duì)象

當(dāng)我們使用序列化和反序列化時(shí)，JVM 也會(huì)幫我們創(chuàng)建一個(gè)單獨(dú)的對(duì)象。在反序列化時(shí)，JVM 創(chuàng)建對(duì)象不會(huì)調(diào)用任何構(gòu)造函數(shù)，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());