盤點 Java 創(chuàng)建對象的 x 操作
我們?nèi)粘I钪袝?chuàng)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(chuàng)建對象。
那么我問你一個問題,你知道 Java 中如何創(chuàng)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(chuàng)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(chuàng)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(chuàng)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(chuàng)建對象
使用 new 來創(chuàng)建對象是最簡單的一種方式了,new 是 Java 中的關(guān)鍵字,new 通過為新對象分配內(nèi)存并返回對該內(nèi)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(chuàng)建了一個對象,因為類也是一種對象;new 也負責調(diào)用對象的構(gòu)造函數(shù),下面是使用 new 來創(chuàng)建對象的代碼
- Object obj = new Object();
 
這段代碼中,我們在堆區(qū)域中分配了一塊內(nèi)存,然后把 obj 對象指向了這塊內(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,我們認為創(chuàng)建一個對象就是調(diào)用其構(gòu)造方法,所以我們使用 new Object() 構(gòu)造的對象,其實是調(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)建一個對象,并把對象的引用推入棧中。invokespecial 表示調(diào)用對象無參數(shù)的構(gòu)造方法。其實,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,在運行時再確定一個實現(xiàn)此接口的對象;
 - 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:在運行時動態(tài)解析出調(diào)用點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 會復(fù)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(diào)用了 dup,則現(xiàn)在在棧上有對該對象的兩個引用??雌饋碛悬c不知其所以然,所以在求助網(wǎng)上的時候,又發(fā)現(xiàn)了 R 大的解釋
來源:https://www.zhihu.com/question/52749416
后面的 astore 就會把操作數(shù)棧頂?shù)哪莻€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,請注意一下它的字節(jié)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(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newInstance 方法指的是 class 類中的方法,newInstance 方法會調(diào)用無參的構(gòu)造方法創(chuàng)建對象。
我們可以使用 newInstance 方法創(chuàng)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(jié)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(jié)碼,這是一個靜態(tài)方法,應(yīng)該用的是invokestatic,下面我們驗證一下。
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前堆棧中,invokestatic 和 invokevirtual 我們上面解釋過了,然后就是 checkcast, 這個字節(jié)碼的含義就是進行類型轉(zhuǎn)換,因為 newInstance 生成的是一個 Object 的對象,所以我們需要把它轉(zhuǎn)換為我們需要的 User 類型,這個字節(jié)碼就是干這個活的。
使用反射來創(chuàng)建對象
使用反射來創(chuàng)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(gòu)造器的方法,我們可以通過這種方式來創(chuàng)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(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,這個相當于是為 getConstructor 方法準備參數(shù)分配的字節(jié)碼。
為了驗證這個結(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 ldc 其實就是 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。
使用對象克隆來創(chuàng)建對象
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現(xiàn) Cloneable 接口并實現(xiàn)其定義的 clone 方法。用 clone 方法創(chuàng)建對象并不會調(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)用對應(yīng)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(qū)別。
使用反序列化創(chuàng)建對象
當我們使用序列化和反序列化時,JVM 也會幫我們創(chuàng)建一個單獨的對象。在反序列化時,JVM 創(chuàng)建對象不會調(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());
 
這段反編譯過后的字節(jié)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(jié)碼指令,大部分我們上面已經(jīng)提到過了。
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