Object类是如何成为默认父类的

最新推荐文章于 2022-05-06 11:28:27 发布

iteye_181

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分类专栏： java 文章标签： Java 虚拟机 JVM C C++

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本文解释了Java类如何默认继承自java.lang.Object。通过分析编译器与JVM处理机制，结合反编译实例，明确了Java编译器自动为未声明父类的类添加Object作为默认父类的过程。

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经常有Java初学者会问为什么一个没有父类的Java类会自动从java.lang.Object类继承。如下面是一个普通的Java类：

public class Test     // 从Object类继承
{
     public static void main(String[] args)
    {
        System.out.println( new Test().toString());
    }
}

从上面的代码可以看出，实际上，Test类的父类就是Object，因此，在Test中可以使用Object类的public或protected资源，如toString方法。那么Java编译器和JVM到底是如何做的呢？

了解这个原因其实并不需要知道JVM的实现细节。只要思考一下对于这种虚拟机程序的原理即可。一般对于这种靠虚拟机运行的语言（如Java、C#等）会有两种方法处理默认继承问题。

1. 在编译源代码时，当遇到没有父类的类时，编译器会将其指定一个默认的父类（一般为Object），而虚拟机在处理到这个类时，由于这个类已经有一个默认的父类了，因此，VM仍然会按着常规的方法来处理每一个类。对于这种情况，从编译后的二进制角度来看，所有的类都会有一个父类。

2. 编译器仍然按着实际代码进行编译，并不会做额外的处理。如果一个类没有显式地继承于其他的类，编译后的代码仍然没有父类。然后由虚拟机运行二进制代码时，当遇到没有父类的类时，就会自动将这个类看成是Object类的子类（一般这类语言的默认父类都是Object）。

从上面两种情况可以看出，第1种情况是在编译器上做的文章，也就是说，当没有父类时，由编译器在编译时自动为其指定一个父类。第2种情况是在虚拟机上做文章，也就是这个默认的父类是由虚拟机来添加的。那么Java是属性哪一种情况呢？其实这个答案很好得出。只需要随便找一个反编译工具，并.class文件进行反编译即可得知编译器是如何编译的。就以上面代码为例，如果是第1种情况，就算Test没有父类，但由于编译器已经为Test自动添加了一个Object父类，因此，在反编译后得到的源代码中的Test类是从Object类继承的。如果没是这种情况，那么就是第2种情况。

现在我们使用JDK带的反编译工具javap来反编译Test.class，先执行下面的命令：

javap Test > Test.txt

打开Test.txt文件后，会看到如下的代码：

public class Test extends java.lang.Object{
public Test();
public static void main(java.lang.String[]);
}

再使用下面的命令来得到bytecode代码：

javap -c Test >Test1.txt

打开Test1.txt后，会看到如下的代码：

public class Test extends java.lang.Object{
public Test();
  Code:
    0 :    aload_0
    1 :    invokespecial    # 8 ; // Method java/lang/Object."<init>":()V
    4 :     return

public static void main(java.lang.String[]);
  Code:
    0 :    getstatic    # 16 ; // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
    3 :     new     # 1 ; // class Test
    6 :    dup
    7 :    invokespecial    # 22 ; // Method "<init>":()V
    10 :    invokevirtual    # 23 ; // Method java/lang/Object.toString:()Ljava/lang/String;
    13 :    invokevirtual    # 27 ; // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
    16 :     return
}

从上面两段代码可以看出，Test已经从Object继承了，因此，可以断定Java是属性第1种情况，也就是说由编译器为没有父类的类指定了Object作为其默认父类。如果读者还不确定，可以直接打开Test.class，看看里面有没有Object，图1是Test.class的十六进制代码：

大家可以看到，Java编译器已经为Test指定了一个默认的Object类作为其父类。目前大多数基于虚拟器的语言都是采用的第1种方法来处理默认父类的，如下面的C#代码：

using System;

namespace ConsoleApplication1
{
    class Test
    {
        static void Main( string [] args)
        {
            Console.WriteLine( new Test().ToString());
      }
    }
}

使用ildasm.exe将上面的代码反编译后，得到的MSIL代码如下：