Java hashCode() 方法詳細解讀_java

1.WHY hashCode()?

集合Set中的元素是無序不可重複的，那判斷兩個元素是否重複的依據是什麼呢？ “比較對象是否相等當然用Object.equal()了”，某猿如是說。但是，Set中存在大量對象，後添加到集合Set中的對象元素比較次數會逐漸增多，大大降低了程式運行效率。 Java中採用雜湊演算法(也叫散列演算法)來解決這個問題，將對象(或資料)依特定演算法直接映射到一個地址上，對象的存取效率大大提高。這樣一來，當含有海量元素的集合Set需要添加某元素(對象)時，先調用這個元素的hashCode()，就能一下子定位到此元素實際儲存位置，如果這個位置沒有元素，說明此對象時第一次儲存到集合Set, 直接將此Object Storage Service在此位置上；若此位置有對象存在，調用equal()看看這兩個對象是否相等，相等就捨棄此元素不存，不等則散列到其他地址。

2.HOW use hashCode()?

Java語言對猿設計equal()有五個必須遵循的要求。

對稱性。若 a.equal(b) 返回”true”, 則 b.equal(a) 也必須返回 “true”.
反射性。a.equal(a) 必須返回”true”.
傳遞性。若a.equal(b) 返回 “true”, 且 b.equal(c)返回 “true”, 則c.equal(a)必返回”true”.
一致性。若a.equal(b) 返回”true”, 只要a, b內容不變，不管重複多少次a.equal(b)必須返回”true”.
任何情況下，a.equals(null)，永遠返回是“false”；a.equals(和a不同類型的對象)永遠返回是“false”.
hashCode()的傳回值和equals()的關係.

如果a.equals(b)返回“true”，那麼a和b的hashCode()必須相等。
如果a.equals(b)返回“false”，那麼a和b的hashCode()有可能相等，也有可能不等。

下面是一個例子。在實際的軟體開發中，最好重寫這兩個方法。

public class Employee {  int    employeeId;  String   name;  // other methods would be in here   @Override  public boolean equals(Object obj)  {    if(obj==this)      return true;    Employee emp=(Employee)obj;    if(employeeId.equals(emp.getEmployeeId()) && name==emp.getName())      return true;    return false;  }  @Override  public int hashCode() {    int hash = 1;    hash = hash * 17 + employeeId;    hash = hash * 31 + name.hashCode();    return hash;  }}

3.下面著重介紹一下常用類的hashCode()實現方法。

String類的hasCode()

public int hashCode() {  int h = hash;  if (h == 0) {    int off = offset;    char val[] = value;    int len = count;      for (int i = 0; i < len; i++) {        h = 31*h + val[off++];      }      hash = h;    }    return h;  }

這段代碼最有意思的還是hash的實現方法了。最終計算的hash值為：

 s[0]31n-1 + s[1]31n-2 + … + s[n-1]

s[i]是string的第i個字元，n是String的長度。那為什麼這裡用31，而不是其它數呢?

31是個奇素數，如果乘數是偶數，並且乘法溢出的話，資訊就會丟失，因為與2相乘等價於移位元運算。使用素數的好處並不是很明顯，但是習慣上都使用素數來計算散列結果。31有個很好的特性，就是用移位和減法來代替乘法，可以得到更好的效能：31*i==(i<<5)-i。現在的VM可以自動完成這種最佳化。(From Effective Java)

 Object類的hasCode()

 Object類中hashCode()是一個Native方法。Native方法如何調用?

public native int hashCode();

Object類的Native方法類可在這裡找到。 深入分析請看另外一篇部落格

static JNINativeMethod methods[] = {  {"hashCode",  "()I",          (void *)&JVM_IHashCode},  {"wait",    "(J)V",          (void *)&JVM_MonitorWait},  {"notify",   "()V",          (void *)&JVM_MonitorNotify},  {"notifyAll",  "()V",          (void *)&JVM_MonitorNotifyAll},  {"clone",    "()Ljava/lang/Object;",  (void *)&JVM_Clone},};

原始碼包括getClass()(See line58)等, hashCode()(See line43)被定義為一個指向JVM_IHashCode指標。

jvm.cpp中定義了JVM_IHashCode(line 504)函數, 此函數裡調用ObjectSynchronizer::FastHashCode，其定在 synchronizer.cpp, 可參考576行的FastHashCode 和 530行的 get_next_hash 的實現。