Java 中 equals() 和 hashcode() 方法详解

hashCode 使用中产生的问题

HashSet 是一个无序、不可重复的集合，代码如下：

public class HashSetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Set<Student> sets = new HashSet<>();
        sets.add(new Student(1,"张三",23));
        sets.add(new Student(2,"李四",24));
        sets.add(new Student(3,"王五",22));
        sets.add(new Student(4,"赵六",27));
        sets.add(new Student(4,"赵六",27));

        for (Student student: sets) {
            System.out.println(student);
        }
    }
}

运行打印结果如下：

Student{id=4, name='赵六', age=27, clazz='null', score=0.0}
Student{id=3, name='王五', age=22, clazz='null', score=0.0}
Student{id=4, name='赵六', age=27, clazz='null', score=0.0}
Student{id=1, name='张三', age=23, clazz='null', score=0.0}
Student{id=2, name='李四', age=24, clazz='null', score=0.0}

是不是结果和我们想象的不一样，HashSet 集合元素不是不重复，为何这里却发生的重复现象呀？这其实是因为 equals、hashCode 使用不规范导致的。那么，equals 和 hashCode 到底有何关系呢？为何影响 HashSet 的使用？

equals 与 Hashcode 的关系

它们都是 Object 类中的方法，如下：

public boolean equals(Object obj)
public int hashCode()

• equals(): 用来判断两个对象是否相同，在 Object 类中是通过判断对象间的内存地址来决定是否相同
• hashCode(): 获取哈希码，也称为散列码，返回一个int整数。这个哈希码的作用是确定该对象在哈希表中的索引位置。

阅读 hashCode 方法的注释如下：

1. hashCode() 方法返回对象的哈希码，支持该方法是为哈希表提供一些优点，例如，HashMap 提供的哈希表。
2. 同一个对象未发生改变时多次调用 hashCode() 返回值必须相同
3. 两个对象 equals 不相等，那么两对象的 hashCode() 返回必定不同（此处可用来提高哈希表性能）
4. 两个对象的 hashCode() 返回值相同，两对象不一定相同，还需要通过 equals() 再次判断
5. 当 equals 方法被重写时，通常有必要重写 hashCode 方法

通过第 1 点其实可以看出，hashCode() 在散列表中才有用，在其它情况下没用。在散列表中 hashCode() 的作用是获取对象的散列码，进而确定该对象在散列表中的位置，当对象不会用来创建像 hashMap、hashSet 等散列表时，hashCode() 实际上用不上。

产生问题的原因

分析原因前需要了解哈希表的底层实现，hashCode 在哈希表中充当的作用：

• 假设内存中有0 1 2 3 4 5 6 7 8这8个位置，如果我有个字段叫做 ID，那么我要把这个字段存放在以上8个位置之一，如果不用HashCode而任意存放，那么当查找时就需要到8个位置中去挨个查找
• 使用 HashCode 则效率会快很多，把ID的 HashCode%8，然后把 ID 存放在取得余数的那个位置，然后每次查找该类的时候都可以通过ID的 HashCode%8 求余数直接找到存放的位置了
• 如果 ID 的HashCode%8 算出来的位置上本身已经有数据了怎么办？这就取决于算法的实现了，比如 ThreadLocal 中的做法就是从算出来的位置向后查找第一个为空的位置，放置数据；HashMap 的做法就是通过链式结构连起来。反正，只要保证放的时候和取的时候的算法一致就行了。
• 如果ID的 HashCode%8 相等怎么办（这种对应的是第三点说的链式结构的场景）？这时候就需要定义 equals 了。先通过HashCode%8 来判断类在哪一个位置，再通过 equals 来在这个位置上寻找需要的类。对比两个类的时候也差不多，先通过HashCode 比较，假如 HashCode 相等再判断 equals。如果两个类的 HashCode 都不相同，那么这两个类必定是不同的。

其实在 HashSet 就是采用的这种存储和获取方式，通过 HashCode 和 equals 组合的方式来保证集合无重复。也说明了 HashCode() 在散列表中是发挥作用的

hashCode 的正确使用

从 JDK 源码的注释中可以看出，hashCode() 在散列表中才会发挥作用，当对象无需创建像 HashMap、HashSet 等集合时，可以不用重写 hashCode() 方法，但是如果有使用到对象的哈希集合等操作时，必须重写 hashCode() 和 equals()。