第1 部分 hashCode的作用
Java集合中有兩類，一類是List，一類是Set他們之間的區(qū)別就在于List集合中的元素師有序的，且可以重復(fù)，而Set集合中元素是無序不可重復(fù)的。對于List好處理，但是對于Set而言我們要如何來保證元素不重復(fù)呢？通過迭代來equals()是否相等。數(shù)據(jù)量小還可以接受，當我們的數(shù)據(jù)量大的時候效率可想而知（當然我們可以利用算法進行優(yōu)化）。比如我們向HashSet插入1000數(shù)據(jù)，難道我們真的要迭代1000次，調(diào)用1000次equals()方法嗎？hashCode提供了解決方案。怎么實現(xiàn)？我們先看hashCode的源碼(Object)。
public native int hashCode();
它是一個本地方法，它的實現(xiàn)與本地機器有關(guān)，這里我們暫且認為他返回的是對象存儲的物理位置（實際上不是，這里寫是便于理解）。當我們向一個集合中添加某個元素，集合會首先調(diào)用hashCode方法，這樣就可以直接定位它所存儲的位置，若該處沒有其他元素，則直接保存。若該處已經(jīng)有元素存在，就調(diào)用equals方法來匹配這兩個元素是否相同，相同則不存，不同則散列到其他位置。這樣處理，當我們存入大量元素時就可以大大減少調(diào)用equals()方法的次數(shù)，極大地提高了效率。
所以hashCode在上面扮演的角色為尋域（尋找某個對象在集合中區(qū)域位置）。hashCode可以將集合分成若干個區(qū)域，每個對象都可以計算出他們的hash碼，可以將hash碼分組，每個分組對應(yīng)著某個存儲區(qū)域，根據(jù)一個對象的hash碼就可以確定該對象所存儲區(qū)域，這樣就大大減少查詢匹配元素的數(shù)量，提高了查詢效率。
如何理解hashCode的作用:
以java.lang.Object來理解,JVM每new一個Object,它都會將這個Object丟到一個Hash哈希表中去,這樣的話,下次做Object的比較或者取這個對象的時候,它會根據(jù)對象的hashcode再從Hash表中取這個對象。這樣做的目的是提高取對象的效率。具體過程是這樣:
1.new Object(),JVM根據(jù)這個對象的Hashcode值,放入到對應(yīng)的Hash表對應(yīng)的Key上,如果不同的對象確產(chǎn)生了相同的hash值,也就是發(fā)生了Hash key相同導(dǎo)致沖突的情況,那么就在這個Hash key的地方產(chǎn)生一個鏈表,將所有產(chǎn)生相同hashcode的對象放到這個單鏈表上去,串在一起。
2.比較兩個對象的時候,首先根據(jù)他們的hashcode去hash表中找他的對象,當兩個對象的hashcode相同,那么就是說他們這兩個對象放在Hash表中的同一個key上,那么他們一定在這個key上的鏈表上。那么此時就只能根據(jù)Object的equal方法來比較這個對象是否equal。當兩個對象的hashcode不同的話，肯定他們不能equal.
java.lang.Object中對hashCode的約定：
1. 在一個應(yīng)用程序執(zhí)行期間，如果一個對象的equals方法做比較所用到的信息沒有被修改的話，則對該對象調(diào)用hashCode方法多次，它必須始終如一地返回同一個整數(shù)。
2. 如果兩個對象根據(jù)equals(Object o)方法是相等的，則調(diào)用這兩個對象中任一對象的hashCode方法必須產(chǎn)生相同的整數(shù)結(jié)果。
3. 如果兩個對象根據(jù)equals(Object o)方法是不相等的，則調(diào)用這兩個對象中任一個對象的hashCode方法，不要求產(chǎn)生不同的整數(shù)結(jié)果。但如果能不同，則可能提高散列表的性能。
有一個概念要牢記，兩個相等對象的equals方法一定為true, 但兩個hashcode相等的對象不一定是相等的對象。
所以hashcode相等只能保證兩個對象在一個HASH表里的同一條HASH鏈上，繼而通過equals方法才能確定是不是同一對象，如果結(jié)果為true, 則認為是同一對象在插入，否則認為是不同對象繼續(xù)插入。
第2部分 hashCode對于一個對象的重要性
一個對象的HashCode就是一個簡單的Hash算法的實現(xiàn)，雖然它和那些真正的復(fù)雜的Hash算法相比還不能叫真正的算法，它如何實現(xiàn)它，不僅僅是程序員的編程水平問題， 而是關(guān)系到你的對象在存取是性能的非常重要的關(guān)系.有可能，不同的HashCode可能會使你的對象存取產(chǎn)生，成百上千倍的性能差別。先來看一下，在JAVA中兩個重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):HashMap和Hashtable，雖然它們有很大的區(qū)別，如繼承關(guān)系不同，對value的約束條件(是否允許null)不同，以及線程安全性等有著特定的區(qū)別，但從實現(xiàn)原理上來說，它們是一致的。所以，只以Hashtable來說明：
在java中，存取數(shù)據(jù)的性能，一般來說當然是首推數(shù)組，但是在數(shù)據(jù)量稍大的容器選擇中，Hashtable將有比數(shù)據(jù)性能更高的查詢速度。具體原因看下面的內(nèi)容，Hashtable在存儲數(shù)據(jù)時，一般先將該對象的HashCode和0x7FFFFFFF做與操作，因為一個對象的HashCode可以為負數(shù)，這樣操作后可以保證它為一個正整數(shù)。然后以Hashtable的長度取模，得到該對象在Hashtable中的索引。
int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
這個對象就會直接放在Hashtable的每index位置，對于寫入，這和數(shù)據(jù)一樣，把一個對象放在其中的第index位置，但如果是查詢，經(jīng)過同樣的算法，Hashtable可以直接從第index取得這個對象，而數(shù)組卻要做循環(huán)比較.所以對于數(shù)據(jù)量稍大時，Hashtable的查詢比數(shù)據(jù)具有更高的性能。
既然一個對象可以根據(jù)HashCode直接定位它在Hashtable中的位置，那么為什么Hashtable還要用key來做映射呢?這就是關(guān)系Hashtable性能問題的最重要的問題：Hash沖突。
常見的Hash沖突是不同對象最終產(chǎn)生了相同的索引，而一種非常甚至絕對少見的Hash沖突是，如果一組對象的個數(shù)大過了int 范圍，而HashCode的長度只能在int范圍中，所以肯定要有同一組的元素有相同的HashCode，這樣無論如何他們都會有相同的 索引。當然這種極端的情況是極少見的，可以暫不考慮，但是對于同的HashCode經(jīng)過取模，則會產(chǎn)生相同的索引，或者不同 的對象卻具有相同的HashCode，當然具有相同的索引。所以對于索引相同的對象，在該index位置存放了多個值，這些值要想能正確區(qū)分，就要依靠key來識別。事實上一個設(shè)計各好的HashTable，一般來說會比較平均地分布每個元素，因為Hashtable的長度總是比實際元素的個數(shù)按一 定比例進行自增(裝填因子一般為0.75)左右，這樣大多數(shù)的索引位置只有一個對象，而很少的位置會有幾個元素，所以 Hashtable中的每個位置存放的是一個鏈表，對于只有一個對象是位置，鏈表只有一個首節(jié)點(Entry)，Entry的next為null。然后有hashCode，key，value屬性保存了該位置的對象的HashCode，key和value(對象本身)，如果有相同索引的對象進來則 會進入鏈表的下一個節(jié)點。如果同一個索引中有多個對象，根據(jù)HashCode和key可以在該鏈表中找到一個和查詢的key相匹配的對象。
從上面我看可以看到，對于HashMap和Hashtable的存取性能有重大影響的首先是應(yīng)該使該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的元素盡量大可能具有不同的HashCode，雖然這并不能保證不同的HashCode產(chǎn)生不同的index，但相同的HashCode一定產(chǎn)生相同的index，從而影響 產(chǎn)生Hash沖突。
對于一個象，如果具有很多屬性，把所有屬性都參與散列，顯然是一種笨拙的設(shè)計。因為對象的HashCode()方法幾乎無所不在 地被自動調(diào)用，如equals比較，如果太多的對象參與了散列。那么需要的操作常數(shù)時間將會增加很大。所以，挑選哪些屬性參與散列絕對是一個編程水平的問題。
我們知道，每次調(diào)用HashCode方法方法，都要重新 對方法內(nèi)的參與散列的對象重新計算一次它們的HashCode的運算，如果一個對象的屬性沒有改變，仍然要每次都進行計算， 所以如果設(shè)置一個標記來緩存當前的散列碼，只要當參與散列的對象改變時才重新計算，否則調(diào)用緩存的hashCode，這可以 從很大程度上提高性能。默認的實現(xiàn)是將對象內(nèi)部地址轉(zhuǎn)化為整數(shù)作為HashCode，這當然能保證每個對象具有不同的HasCode，因為不同的對象內(nèi)部地 址肯定不同，但java語言并不能讓程序員獲取對象內(nèi)部地址，所以，讓每個對象產(chǎn)生不同的HashCode有著很多可研究 的技術(shù)。如果從多個屬性中采樣出能具有平均分布的hashCode的屬性，這是一個性能和多樣性相矛盾的地方，如果所有屬性都參與散 列，當然hashCode的多樣性將大大提高，但犧牲了性能，而如果只能少量的屬性采樣散列，極端情況會產(chǎn)生大量的散列沖突 ，如對"人"的屬性中，如果用性別而不是姓名或出生日期，那將只有兩個或幾個可選的hashcode值，將產(chǎn)生一半以上的散列 沖突.所以如果可能的條件下，專門產(chǎn)生一個序列用來生成HashCode將是一個好的選擇(當然產(chǎn)生序列的性能要比所有屬性參 與散列的性能高的情況下才行，否則還不如直接用所有屬性散列). 如何對HashCode的性能和多樣性求得一個平衡，可以參考相關(guān)算法設(shè)計的書，其實并不一定要求非常的優(yōu)秀，只要能盡最大 可能減少散列值的聚集。重要的是我們應(yīng)該記得HashCode對于我們的程序性能有著重要的影響，在程序設(shè)計時應(yīng)該時時加以注 意.
請記住：如果你想有效的使用HashMap，你就必須重寫在其的HashCode()。
還有兩條重寫HashCode()的原則：
1.不必對每個不同的對象都產(chǎn)生一個唯一的hashcode，只要你的HashCode方法使get()能夠得到put()放進去的內(nèi)容就可以了。即“不為一原則”。
2.生成hashcode的算法盡量使hashcode的值分散一些， 不要很多hashcode都集中在一個范圍內(nèi)，這樣有利 于提高HashMap的性能。即“分散原則”。
至于第二條原則的具體原因，有興趣者可以參考Bruce Eckel的《Thinking in Java》，在那里有對HashMap內(nèi)部實現(xiàn)原理的介紹，這里就不贅述了。
第3部分 hashCode與equals
在Java中hashCode的實現(xiàn)總是伴隨著equals，他們是緊密配合的，你要是自己設(shè)計了其中一個，就要設(shè)計另外一個。當然在多數(shù)情況下，這兩個方法是不用我們考慮的，直接使用默認方法就可以幫助我們解決很多問題。但是在有些情況，我們必須要自己動手來實現(xiàn)它，才能確保程序更好的運作。
對于equals，我們必須遵循如下規(guī)則：
對稱性：如果x.equals(y)返回是“true”，那么y.equals(x)也應(yīng)該返回是“true”。
反射性：x.equals(x)必須返回是“true”。
類推性：如果x.equals(y)返回是“true”，而且y.equals(z)返回是“true”，那么z.equals(x)也應(yīng)該返回是“true”。
一致性：如果x.equals(y)返回是“true”，只要x和y內(nèi)容一直不變，不管你重復(fù)x.equals(y)多少次，返回都是“true”。
任何情況下，x.equals(null)，永遠返回是“false”；x.equals(和x不同類型的對象)永遠返回是“false”。
對于hashCode，我們應(yīng)該遵循如下規(guī)則：
1. 在一個應(yīng)用程序執(zhí)行期間，如果一個對象的equals方法做比較所用到的信息沒有被修改的話，則對該對象調(diào)用hashCode方法多次，它必須始終如一地返回同一個整數(shù)。
2. 如果兩個對象根據(jù)equals(Object o)方法是相等的，則調(diào)用這兩個對象中任一對象的hashCode方法必須產(chǎn)生相同的整數(shù)結(jié)果。
3. 如果兩個對象根據(jù)equals(Object o)方法是不相等的，則調(diào)用這兩個對象中任一個對象的hashCode方法，不要求產(chǎn)生不同的整數(shù)結(jié)果。但如果能不同，則可能提高散列表的性能。
至于兩者之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，我們只需要記住如下即可：
如果x.equals(y)返回“true”，那么x和y的hashCode()必須相等。
如果x.equals(y)返回“false”，那么x和y的hashCode()有可能相等，也有可能不等。
理清了上面的關(guān)系我們就知道他們兩者是如何配合起來工作的。先看下圖：
整個處理流程是：
1、判斷兩個對象的hashcode是否相等，若不等，則認為兩個對象不等，完畢，若相等，則比較equals。
2、若兩個對象的equals不等，則可以認為兩個對象不等，否則認為他們相等。
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package com.weakHashMap;/*** 重新實現(xiàn)了hashCode方法和equals方法* @ClassName: Person * * */public class Person { private int age; private int sex; // 0：男，1：女 private String name; private final int PRIME = 37; Person(int age ,int sex ,String name){ this.age = age; this.sex = sex; this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } public int getSex() { return sex; } public void setSex(int sex) { this.sex = sex; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } @Override public int hashCode() { System.out.println("調(diào)用hashCode方法..........."); int hashResult = 1; hashResult = (hashResult + Integer.valueOf(age).hashCode() + Integer.valueOf(sex).hashCode()) * PRIME; hashResult = PRIME * hashResult + ((name == null) ? 0 : name.hashCode()); System.out.println("name:"+name +" hashCode:" + hashResult); return hashResult; } /** * 重寫hashCode() */ public boolean equals(Object obj) { System.out.println("調(diào)用equals方法..........."); if(obj == null){ return false; } if(obj.getClass() != this.getClass()){ return false; } if(this == obj){ return true; } Person person = (Person) obj; if(getAge() != person.getAge() || getSex()!= person.getSex()){ return false; } if(getName() != null){ if(!getName().equals(person.getName())){ return false; } } else if(person != null){ return false; } return true; }}package com.weakHashMap;import java.util.HashSet;import java.util.Set;/*** * @ClassName: test1* TODO ** */public class test extends Person{ /** * @param age * @param sex * @param name */ test(int age, int sex, String name) { super(age, sex, name); // TODO Auto-generated constructor stub } public static void main(String[] args){ Set<Person> set = new HashSet<Person>(); Person p1 = new Person(11, 1, "張三"); Person p2 = new Person(12, 1, "李四"); Person p3 = new Person(11, 1, "張三"); Person p4 = new Person(11, 1, "李四"); //只驗證p1、p3 System.out.println("p1 == p3? :" + (p1 == p3)); System.out.println("p1.equals(p3)?:"+p1.equals(p3)); System.out.println("-----------------------分割線--------------------------"); set.add(p1); set.add(p2); set.add(p3); set.add(p4); System.out.println("set.size()="+set.size());}} |
結(jié)果：
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p1 == p3? :false調(diào)用equals方法...........p1.equals(p3)?:true-----------------------分割線--------------------------調(diào)用hashCode方法...........name:張三 hashCode:792686調(diào)用hashCode方法...........name:李四 hashCode:861227調(diào)用hashCode方法...........name:張三 hashCode:792686調(diào)用equals方法...........調(diào)用hashCode方法...........name:李四 hashCode:859858set.size()=3 |
可以看到張三的兩次hashCode相同，調(diào)用equals進行匹配，最后hashCode 和 equals 都返回true，則不添加。
以上所述是小編給大家介紹的Java 中HashCode作用_動力節(jié)點Java學院整理，希望對大家有所幫助，如果大家有任何疑問請給我留言，小編會及時回復(fù)大家的。在此也非常感謝大家對服務(wù)器之家網(wǎng)站的支持！
