java中的hashCode

摘要：相关的文章网上很多了写这个主要是按自己的思路进行记录是什么中的实现是一个本地方法生成一个表征当前对象实例的特征值具体的实现根据的实现可能会不同中实际计算的函数的实现如下为时是直接使用的内存地址但默认使用的是的随

hashcode相关的文章网上很多了, 写这个主要是按自己的思路进行记录

Object中的hashCode实现是一个本地方法, 生成一个表征当前对象实例的特征值.

public native int hashCode();

具体的实现根据jvm的实现可能会不同. JDK1.8中实际计算hashcode的get_next_hash函数的实现如下(src/share/vm/runtime/synchronizer.cpp)

static inline intptr_t get_next_hash(Thread * Self, oop obj) {
  intptr_t value = 0 ;
  if (hashCode == 0) {
     // This form uses an unguarded global Park-Miller RNG,
     // so it"s possible for two threads to race and generate the same RNG.
     // On MP system we"ll have lots of RW access to a global, so the
     // mechanism induces lots of coherency traffic.
     value = os::random() ;
  } else
  if (hashCode == 1) {
     // This variation has the property of being stable (idempotent)
     // between STW operations.  This can be useful in some of the 1-0
     // synchronization schemes.
     intptr_t addrBits = intptr_t(obj) >> 3 ;
     value = addrBits ^ (addrBits >> 5) ^ GVars.stwRandom ;
  } else
  if (hashCode == 2) {
     value = 1 ;            // for sensitivity testing
  } else
  if (hashCode == 3) {
     value = ++GVars.hcSequence ;
  } else
  if (hashCode == 4) {
     value = intptr_t(obj) ;
  } else {
     // Marsaglia"s xor-shift scheme with thread-specific state
     // This is probably the best overall implementation -- we"ll
     // likely make this the default in future releases.
     unsigned t = Self->_hashStateX ;
     t ^= (t << 11) ;
     Self->_hashStateX = Self->_hashStateY ;
     Self->_hashStateY = Self->_hashStateZ ;
     Self->_hashStateZ = Self->_hashStateW ;
     unsigned v = Self->_hashStateW ;
     v = (v ^ (v >> 19)) ^ (t ^ (t >> 8)) ;
     Self->_hashStateW = v ;
     value = v ;
  }

  value &= markOopDesc::hash_mask;
  if (value == 0) value = 0xBAD ;
  assert (value != markOopDesc::no_hash, "invariant") ;
  TEVENT (hashCode: GENERATE) ;
  return value;
}

hashcode为4时是直接使用的内存地址, 但默认使用的是hashcode>=5的随机算法. 可以用JVM parameter -XX:hashCode来调整.
查了下, xor-shift scheme是弗罗里达州立大学一位叫做George Marsaglia的老师发明的使用位移和异或运算生成随机数的方法, 所以在计算机上运算速度非常快(移位指令需要的机器周期更少).有兴趣的可以去深入了解.

hashCode是由散列方法得来的, 所以不同对象按hashCode方法计算的散列值, 是可能相同的.
类似于存在两个不同串拥有相同的MD5值, 并且可能存在未知的其它串MD5值相同.

所以hashCode相同的对象, 并不一定是相等的, 需要通过equals方法比较.
如果两个对象的equals为true, 那么这两个对象的HashCode一定相同.

两个对象的hashCode值相同, 对于其作为hashmap的key没有影响, 即使映射到同一个槽中, 也可以通过对比key本身来进行区分.

equals需要满足数个性质:
自反性, 对称性, 传递性, 一致性.

对称性: 如果x.equals(y)返回是true，那么y.equals(x)也应该返回是true
自反性: x.equals(x)返回是true
传递性: 如果x.equals(y)返回是true，而且y.equals(z)返回是true，那么z.equals(x)也应该返回是true
一致性: 如果x.equals(y)返回是true，只要x和y内容一直不变, 那么x.equals(y)始终都返回都是true

这个其实也很好理解, 简单点思考可看作是两个数字在比较, 那么满足这些性质便是理所当然.

判断对象相等需要重写equals方法, 否则会调用Object的equals方法.

为什么重写equals方法, 通常需要重写hashCode方法?
假设现在有一个类Apple, 有两个属性color和weight. 比较两个Apple类的实例A和B是否相等(当然其中一个可能不是其实例), 实际等价于判断两者的两个属性是否都相等; 如果不重写hashCode方法, 当new一个新的Apple实例C, 将其color和weight属性设置成与B相同, 这就导致B.equals(C)时两者的hashCode不一致, 会产生理解上的混淆.

重写hashCode的经典方式是使用17和31散列码的实现:

public class Apple {
    private String color;
    private int weight;

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (o == this) return true;
        if (!(o instanceof Apple)) {
            return false;
        }
        Apple apple = (Apple) o;
        return apple.color.equals(color) &&
                apple.weight == weight;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        int result = 17;
        result = 31 * result + color.hashCode();
        result = 31 * result + weight;
        return result;
    }
}

除此之外, 可以使用java.util.Objects去重写equals和hashCode, 也可以使用Apache Commons Lang的LangEqualsBuilder和HashCodeBuilder方法. 这两种方式也是对于17和31散列码思想的封装实现.

AbstractSet中的实现, 对所有元素的hashCode对应的int值进行累加求和. 这样的话, 两个都包括"a", "b", "c"三个元素的HashSet, 不论添加次序, 其hashCode是一样的.

public int hashCode() {
        int h = 0;
        Iterator i = iterator();
        while (i.hasNext()) {
            E obj = i.next();
            if (obj != null)
                h += obj.hashCode();
        }
        return h;
    }

AbstractList中的实现, 使用了31让结果更分散.

public int hashCode() {
        int hashCode = 1;
        for (E e : this)
            hashCode = 31*hashCode + (e==null ? 0 : e.hashCode());
        return hashCode;
    }

AbstractMap是遍历将每个entry的hashCode累加. 等等.

如果两个集合对象的hashCode相等, 完全无法说明这两个对象相等, 但如果不等, 说明这两个对象肯定是不等的. 可作为一个快速判断不等的方案.

hashCode每次都是实时计算的, 虽然其是一个本地方法, 速度非常快, 如果有大量重复使用的场景, 可以考虑像Integer内部缓存int值为-128到127的对象一样进行缓存.