Класс Object в Java и его основные методы

Класс Object (java.lang.Object) — корень иерархии классов в Java: каждый класс неявно наследуется от Object, даже если в объявлении нет extends Object. Object — единственный класс без суперкласса. Поэтому методы класса Object — equals(), hashCode(), toString(), getClass(), clone(), wait(), notify() и другие — доступны у любого объекта, включая массивы. Примитивные типы (int, double и т.д.) объектами не являются и этих методов не имеют.

Все методы класса Object: таблица

В классе Object объявлено 11 публичных и защищённых методов. Часть из них можно переопределять, а методы с модификатором final — нельзя.

Какие методы Object переопределяют на практике

В повседневной разработке переопределяют в основном три метода класса Object:

• equals() — чтобы сравнивать объекты по содержимому (полям), а не по ссылке;
• hashCode() — обязательно вместе с equals(), иначе объекты некорректно работают в HashMap и HashSet;
• toString() — чтобы получать читаемый вывод в логах, отладчике и при печати.

Методы getClass(), wait(), notify() и notifyAll() объявлены как final, поэтому переопределить их невозможно. clone() переопределяют редко — вместо него чаще пишут конструктор копирования или фабричный метод.

Подробнее: правила сравнения объектов и контракт equals()/hashCode() разобраны в уроке Метод equals() в Java, а форматирование строкового представления — в уроке Метод toString() в Java. Метод clone() рассмотрен в уроке Клонирование объектов в Java.

Как работают equals, hashCode и toString по умолчанию

Если метод не переопределён, используется реализация из класса Object:

• equals() сравнивает ссылки, то есть работает как ==;
• hashCode() возвращает число, связанное с конкретным объектом (идентификационный хэш-код), поэтому у двух разных объектов с одинаковыми полями хэш-коды почти всегда разные;
• toString() возвращает getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(hashCode()).

public class Point {
    private final int x;
    private final int y;

    public Point(int x, int y) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Point a = new Point(1, 2);
        Point b = new Point(1, 2);

        System.out.println(a.equals(b));   // false - сравниваются ссылки
        System.out.println(a);             // Point@1b6d3586 (хэш будет другим)
        System.out.println(a.getClass());  // class Point
    }
}

Переопределим методы, чтобы точки с одинаковыми координатами считались равными:

import java.util.Objects;

public class Point {
    private final int x;
    private final int y;

    public Point(int x, int y) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Point other = (Point) o;
        return x == other.x && y == other.y;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(x, y);
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Point{x=" + x + ", y=" + y + "}";
    }
}

Теперь new Point(1, 2).equals(new Point(1, 2)) вернёт true, HashSet найдёт такую точку, а System.out.println выведет Point{x=1, y=2}.

Методы wait, notify и notifyAll

Методы wait(), notify() и notifyAll() служат для взаимодействия потоков. Они объявлены в Object, потому что монитором (объектом блокировки) в Java может быть любой объект. Вызывать их можно только внутри блока или метода synchronized по этому же объекту — иначе будет выброшено IllegalMonitorStateException.

synchronized (lock) {
    while (!ready) {
        lock.wait();      // освобождает монитор и ждёт
    }
}

// в другом потоке
synchronized (lock) {
    ready = true;
    lock.notifyAll();     // будит все ожидающие потоки
}

Подробно механизм разобран в уроке Межпотоковые коммуникации.

Частые ошибки при работе с методами Object

• Переопределить equals() без hashCode(). Равные объекты попадут в разные корзины хэш-таблицы, и HashSet.contains() или HashMap.get() их не найдут.
• Перегрузить вместо переопределения. Метод equals(Point p) — это перегрузка, а не переопределение: коллекции вызывают equals(Object). Аннотация @Override ловит эту ошибку на этапе компиляции.
• Вызывать wait() вне synchronized. Результат — IllegalMonitorStateException во время выполнения.
• Полагаться на finalize() для закрытия ресурсов. Вызов не гарантирован; используйте try-with-resources.
• Вызывать clone() у класса без Cloneable. Реализация Object выбросит CloneNotSupportedException.

Презентация с видео на Patreon →