接口和抽象类是否继承了Object

2018-11-26 07:56:08来源：博客园阅读 ()

　　我们先看一下Java的帮助文档对于Object的描述：

Class Object is the root of the class hierarchy. Every class has Object as a superclass. All objects, including arrays, implement the methods of this class.

Object 类是类层次结构的根类。每个类都使用 Object 作为超类。所有对象（包括数组）都实现这个类的方法。

　　注意：描述是Every class（所有的类）。有这句话可以猜想一下，抽象类是继承了Object。

　　对于继承，我们知道C++语言支持多继承，Java语言只支持单继承。那么Java语言为什么不支持多继承呢？我们先看一看多继承中最典型的钻石问题（菱型缺陷），如下图（图片来源于https://www.cnblogs.com/sddai/p/6516668.html）：

　　其中A、B、C、D是四个类，B继承A，C也继承A，D又同时继承了B和C。如果B和C都有test方法，看如下代码

D d = new D();
d.test();

　　第一句中当new D(); 的时候会不会调用两次A的构造函数？

　　第二句中调用的是B里面的test方法还是C里面的test方法？

　　为了避免以上的问题，Java采用了折衷的方法，只允许单继承，但可以实现多个接口。所以我们可以以java语言是单继承这个前提，来推导一下接口和抽象类是否继承Object。如下：

　　对于抽象类而言：一个普通类肯定是继承了Object，如果一个抽象类再继承这个普通类，这个时候抽象类肯定也是继承了Object的。而对于没有继承任何类的抽象类而言，如果它没有继承Object，那么当一个普通类继承这个抽象类的时候，这个普通类也肯定没有继承Object，悖论。所以抽象类肯定是继承了Object。

　　对于接口而言呢：如果接口继承了Object类。那么当一个类实现多个接口的时候，那不就相当于继承了多遍Object？又变成了多继承？这个问题先放一放。

　　到目前为止，以上的言论还都处于猜想阶段，现在我们就来深入一点，找一下确凿的“证据”。我们都知道Java源文件会先编译成class文件，然后再被jvm执行。那么如果我们能够知道父类在class文件中是怎么存储的，然后看一下接口编译成的class文件，不就知道接口是否继承Object了吗？以下内容涉及字节码，来源于《深入理解Java虚拟机》第二版的6.3节（核心是6.3.4节）。

　　Java文件编译而成的class文件是二进制文件，没有任何分隔符，所以无论是顺序还是数量都是被严格规定的。

　　class文件开始的4个字节是 CAFEBABE，表示这是一个能被虚拟机接受的class文件；紧跟着4个字节表示class文件的版本号；紧接着后面是常量池，前两个字节是常量中的常量数量，后面是常量池的内容；常量池后面的2个字节代表访问标志，比如是否public、接口、注解、枚举等；紧接着2个字节代表类的索引；类索引后面两个字节代表父类索引；父类索引后面是接口索引集合，前两个字节代表集合的大小，后面跟具体的接口索引。如下图所示：

注：

　　1. 由于常量池中常量的数量是用两个字节存储的，也就是说单个class文件中的常量池中常量的个数不会超过2个字节。

　　2. “索引” 是指在常量池中的第几项常量（从1开始），占两个字节（和常量池中的常量数量占用空间一样）。比如类索引为5，表示类的全类名在常量池中的第5个常量处。

　　3. 父类索引只使用了两个字节，这也说明了在class文件中父类最多存在一个（除了Object类的父类索引为0外，其他都有值）。

　　可见，我们只需找出常量池的结尾，即可找出父类索引，从而确定一个类的父类是谁？jdk中有一个javap的命令（javap -v xxx）。可以查看一个类的常量池，从而查看常量池中最后一个常量的值，然后再根据class文件找出对应的值，即可确定常量池的末尾。

例：TestJ1.java 如下：

public class TestJ1 {
}

　　使用UltraEdit打开TestJ1.class文件，使用命令行输入命令：“javap -v TestJ1”。如下图所示：

　　由图中可知常量池最后一个常量为”java/lang/Object” （Constant pool 为常量池），在class文件中对应的位置为0x0069~0X0078。所以访问标志的位置为0x0079~0x007a，值为：0x0021；同理类索引的值为：0x0002；父类索引值为：0x0003；接口索引集合长度为：0x0000（该类没有实现接口）。

　　类索引为：0x0002，换算成10进制是2，找常量池中为#02（#02 表示常量池中的第二项常量）的值，为 #11，再找#11，为Test1（此处为类的全类名。由于TestJ1类没有包，所以是类名。格式如java/lang/Object）。同理父类为：0x0003 --> #3 --> #12 --> java/lang/Object。所以TestJ1继承Object类。

接下来我们写一个最简单的接口如下：

public interface InterSuper1 {

}

class文件和常量池如下：

　　由上图可以看出在class文件中InterSuper1接口的父类标识符指向的也是Object类。不止如此，如果一个接口有父接口。那么此接口的父类标识符指向的也是Object类。可以说对于class文件而言所有接口的父类都是Object（同理也可证明Object类也是所有抽象类的父类）。

　　现在我们再回过头看一看上面遗留的问题：如果接口继承了Object类。那么当一个类实现多个接口的时候，那不就相当于继承了多遍Object？又变成了多继承？首先不会继承多遍Object，因为在class文件而言，只能存储一个父类。这个类还是直接或者间接的继承Object。也是单继承，由于接口不能实例化，所以也不会出现上面的菱形缺陷。

　　至于网上流传的Java 的标准——“Java Language Specification”中的9.2节，如下（来源于http://www.cnblogs.com/softnovo/articles/4546418.html）：

　　我的理解是：首先这段话没有明确说明接口不继承Object；其次它是出自于java语言规范中，所以它的目的是让人们更加容易使用Java，所以故意省略了这个细节也是有可能的；再者如果接口继承Object，上面的观点也能说得通。

　　还有一个是如下代码，为什么不输出Object中的方法？这个我也无法解释。

public interface SuperInter {
    public void test();
    public String getString();
}

public static void main(String[] args) {

    Method[] methods = SuperInter.class.getMethods();

    for (Method method : methods) {
           System.out.println(method.getName());
    }
}