关于hashcode和equals方法说明

一、前言

　　我们都知道，要比较两个对象是否相等时需要调用对象的equals()方法，即判断对象引用所指向的对象地址是否相等，对象地址相等时，那么与对象相关的对象句柄、对象头、对象实例数据、对象类型数据等也是完全一致的，所以我们可以通过比较对象的地址来判断是否相等。

二、理解对象的存储

2.1Object源码理解

　　对象在不重写的情况下使用的是Object的equals方法和hashcode方法，从Object类的源码我们知道，默认的equals 判断的是两个对象的引用指向的是不是同一个对象；而hashcode也是根据对象地址生成一个整数数值；

　　另外我们可以看到Object的hashcode()方法的修饰符为native,表明该方法是否操作系统实现，java调用操作系统底层代码获取哈希值。

public class Object {

public native int hashCode();

/**
* Indicates whether some other object is "equal to" this one.
* <p>
* The {@code equals} method implements an equivalence relation
* on non-null object references:
* <ul>
* <li>It is <i>reflexive</i>: for any non-null reference value
* {@code x}, {@code x.equals(x)} should return
* {@code true}.
* <li>It is <i>symmetric</i>: for any non-null reference values
* {@code x} and {@code y}, {@code x.equals(y)}
* should return {@code true} if and only if
* {@code y.equals(x)} returns {@code true}.
* <li>It is <i>transitive</i>: for any non-null reference values
* {@code x}, {@code y}, and {@code z}, if
* {@code x.equals(y)} returns {@code true} and
* {@code y.equals(z)} returns {@code true}, then
* {@code x.equals(z)} should return {@code true}.
* <li>It is <i>consistent</i>: for any non-null reference values
* {@code x} and {@code y}, multiple invocations of
* {@code x.equals(y)} consistently return {@code true}
* or consistently return {@code false}, provided no
* information used in {@code equals} comparisons on the
* objects is modified.
* <li>For any non-null reference value {@code x},
* {@code x.equals(null)} should return {@code false}.
* </ul>
* <p>
* The {@code equals} method for class {@code Object} implements
* the most discriminating possible equivalence relation on objects;
* that is, for any non-null reference values {@code x} and
* {@code y}, this method returns {@code true} if and only
* if {@code x} and {@code y} refer to the same object
* ({@code x == y} has the value {@code true}).
* <p>
* Note that it is generally necessary to override the {@code hashCode}
* method whenever this method is overridden, so as to maintain the
* general contract for the {@code hashCode} method, which states
* that equal objects must have equal hash codes.
*
* @param obj the reference object with which to compare.
* @return {@code true} if this object is the same as the obj
* argument; {@code false} otherwise.
* @see #hashCode()
* @see java.util.HashMap
*/
public boolean equals(Object obj) {
return (this == obj);
}
}

2.2 对象的存储方式

　　Java是一种面向对象编程语言，它提供了类和对象的概念来组织和管理代码。在Java中，类是一种用户自定义的数据类型，它包含了属性和方法。对象是类的实例，可以通过调用对象的方法来操作对象的属性。在本文中，我们将深入探讨Java类与对象的存储方式。

　　在Java中，每个对象都被存储在堆(heap)中。堆是一种运行时数据区，用于存储所有的对象，包括数组对象。当我们创建一个对象时，它会在堆中分配一段连续的内存空间，用于存储对象的属性值。

　　例如，我们可以创建一个名为Person的类，该类包含了name和age两个属性：

package com.ruoyi.reserve.pojo;

import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;
import lombok.EqualsAndHashCode;
import lombok.NoArgsConstructor;

import java.util.Objects;

/**
 * @author zs
 * @date 2019/12/24 15:42
 */
//@Data
//@AllArgsConstructor
//@NoArgsConstructor
//@EqualsAndHashCode(callSuper = false)
public class Person {
    private String name;
    private int age;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public Person() {

    }

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    /*@Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) {
            return true;
        }
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) {
            return false;
        }
        Person person = (Person) o;
        return age == person.age && Objects.equals(name, person.name);
    }*/

    /*@Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, age);
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }*/
}

　　现在，我们可以创建一个Person类的对象，并将其存储在堆中：

Person p = new Person("Alice", 25);

　　在上面的代码中，我们创建了一个名为p的Person对象，并将其存储在堆中。p对象包含了name属性，其值为"Alice"，以及age属性，其值为25。

2.3对象的生命周期

　　在Java中，对象的生命周期由垃圾回收器(Garbage Collector)来管理。当一个对象不再被引用时，垃圾回收器会自动将其标记为垃圾对象，并在适当的时候释放它所占用的内存空间。这个过程称为垃圾回收。

　　例如，如果我们将p引用设置为null，Person对象将不再被任何引用指向，并被垃圾回收器标记为垃圾对象：

p = null;

　　在上面的代码中，我们将p引用设置为null，这意味着它不再指向任何对象。Person对象现在不再被任何引用指向，因此它将被标记为垃圾对象，并在适当的时候被垃圾回收器释放。

2.4对象的比较

2.4.1简单比较

　　在Java中，我们可以使用==运算符来比较对象的引用是否相等。如果两个引用指向同一个对象，则它们相等。如果两个引用指向不同的对象，则它们不相等。

　　例如，如果我们创建了两个Person对象，并将它们分别存储在p1和p2引用中，我们可以使用==运算符来比较它们是否相等：

Person p1 = new Person("Alice", 25);
Person p2 = new Person("Alice", 25);

if (p1 == p2) {
    System.out.println("p1 and p2 are the same object");
} else {
    System.out.println("p1 and p2 are different objects");
}

　　在上面的代码中，我们创建了两个Person对象，并将它们分别存储在p1和p2引用中。由于p1和p2引用指向不同的对象，因此它们不相等，程序将输出"p1 and p2 are different objects"。

　　如果我们想比较两个对象的属性值是否相等，我们需要使用equals方法。equals方法是Object类中定义的方法，用于比较两个对象是否相等。默认情况下，equals方法比较的是两个对象的引用，如果我们想比较属性值是否相等，我们需要在类中重写equals方法。

　　例如，我们可以在Person类中重写equals方法，比较两个Person对象的name和age属性：

@Override
public boolean equals(Object obj) {
    if (this == obj) return true;
    if (obj == null || getClass() != obj.getClass()) return false;
    Person person = (Person) obj;
    return age == person.age && Objects.equals(name, person.name);
}

　　在上面的代码中，我们首先检查两个引用是否指向同一个对象，如果是，则它们相等。接下来，我们检查obj是否为null，以及它是否是Person类的实例，如果不是，则它们不相等。最后，我们比较两个对象的name和age属性是否相等，并返回比较结果。

　　现在，我们可以使用equals方法来比较两个Person对象是否相等：

Person p1 = new Person("Alice", 25);
Person p2 = new Person("Alice", 25);

if (p1.equals(p2)) {
    System.out.println("p1 and p2 are equal");
} else {
    System.out.println("p1 and p2 are not equal");
}

　　在上面的代码中，我们首先创建了两个Person对象，并将它们分别存储在p1和p2引用中。接下来，我们使用equals方法比较它们的属性值是否相等，由于它们的name和age属性值相等，因此它们相等，程序将输出"p1 and p2 are equal"。

总结

　　在Java中，类和对象是组织和管理代码的重要概念。当我们创建一个对象时，它被存储在堆中，并由垃圾回收器来管理其生命周期。我们可以使用引用来访问和操作对象，并使用==运算符来比较对象的引用是否相等。如果我们想比较对象的属性值是否相等，我们需要在类中重写equals方法，并使用equals方法来比较两个对象的属性值是否相等。

2.4.2详细分析　　

　　我们再来详细看下输出结果：

　　第一种情况：下面这个是没有重写equals、hashCode、toString的输出结果：

package com.ruoyi.reserve.controller;

import com.ruoyi.reserve.pojo.Person;

import java.math.BigDecimal;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashSet;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

/**
 * create by MrZs on 2020/8/20
 */
public class Test1 {

    public static void main(String[] args) {

        Person p1 = new Person("Alice", 25);
        Person p2 = new Person("Alice", 25);
        Person p3 = p1;
        //==比较的是对象的引用，对象的引用存储在栈中，对象的引用是对象在堆中的地址。
        System.out.println("p1:" + p1);//p1:com.ruoyi.reserve.pojo.Person@deb6432
        System.out.println("p2:" + p2);//p2:com.ruoyi.reserve.pojo.Person@28ba21f3
        System.out.println("p3:" + p3);//p3:com.ruoyi.reserve.pojo.Person@deb6432

        System.out.println("p1==p2:" + (p1 == p2));//p1==p2:false
        System.out.println("p1==p3:" + (p1 == p3));//p1==p3:true

        System.out.println("p1 equals p2:" + (p1.equals(p2)));//p1 equals p2:false
        System.out.println("p1 equals p3:" + (p1.equals(p3)));//p1 equals p3:true

        System.out.println("p1.hashCode:" + p1.hashCode());//p1.hashCode:233530418
        System.out.println("p2.hashCode:" + p2.hashCode());//p2.hashCode:683287027
        System.out.println("p3.hashCode:" + p3.hashCode());//p3.hashCode:233530418

        System.out.println("p1.System.identityHashCode:" + System.identityHashCode(p1));//p1.System.identityHashCode:233530418
        System.out.println("p2.System.identityHashCode:" + System.identityHashCode(p2));//p2.System.identityHashCode:683287027
        System.out.println("p3.System.identityHashCode:" + System.identityHashCode(p3));//p3.System.identityHashCode:233530418

    }
}

　　第二种情况，下面这个是重写equals、hashCode、toString的输出结果：

public static void main(String[] args) {

        Person p1 = new Person("Alice", 25);
        Person p2 = new Person("Alice", 25);
        Person p3 = p1;
        //==比较的是对象的引用，对象的引用存储在栈中，对象的引用是对象在堆中的地址。
        System.out.println("p1:" + p1);//p1:Person{name='Alice', age=25}
        System.out.println("p2:" + p2);//p2:Person{name='Alice', age=25}
        System.out.println("p3:" + p3);//p3:Person{name='Alice', age=25}

        System.out.println("p1==p2:" + (p1 == p2));//p1==p2:false
        System.out.println("p1==p3:" + (p1 == p3));//p1==p3:true

        System.out.println("p1 equals p2:" + (p1.equals(p2)));//p1 equals p2:true
        System.out.println("p1 equals p3:" + (p1.equals(p3)));//p1 equals p3:true

        System.out.println("p1.hashCode:" + p1.hashCode());//p1.hashCode:1963862394
        System.out.println("p2.hashCode:" + p2.hashCode());//p2.hashCode:1963862394
        System.out.println("p3.hashCode:" + p3.hashCode());//p3.hashCode:1963862394

        System.out.println("p1.System.identityHashCode:" + System.identityHashCode(p1));//p1.System.identityHashCode:233530418
        System.out.println("p2.System.identityHashCode:" + System.identityHashCode(p2));//p2.System.identityHashCode:683287027
        System.out.println("p3.System.identityHashCode:" + System.identityHashCode(p3));//p3.System.identityHashCode:233530418

　　　　Set set = new HashSet();
　　　　set.add(p1);
　　　　set.add(p2);
　　　　System.out.println(set);

　　　　Map m = new HashMap();
　　　　m.put(p1, p1);
　　　　m.put(p2, p2);

　　　　System.out.println(m);
　　　　System.out.println(System.identityHashCode(m.get(p1)));
　　　　System.out.println(System.identityHashCode(m.get(p2)));



    }

　　分析下原因：

　　关于hashcode：

　　Java中获取对象的引用地址可以使用对象的hashCode()方法或者System.identityHashCode(Object obj)方法。

　　方法一：使用对象的hashCode()方法

// 定义一个对象
Object obj = new Object();
// 获取对象的引用地址
int hashCode = obj.hashCode();
System.out.println("对象的引用地址为：" + hashCode);

　　方法二：使用System.identityHashCode(Object obj)方法

// 定义一个对象
Object obj = new Object();
// 获取对象的引用地址
int hashCode = System.identityHashCode(obj);
System.out.println("对象的引用地址为：" + hashCode);

　　注意：对象的hashCode()方法返回的是对象的哈希码，而System.identityHashCode(Object obj)方法返回的是对象的唯一标识，它不会被该对象的hashCode()方法重写所影响。

　　关于toString：（https://blog.csdn.net/Li_Ya_Fei/article/details/130444097），不重写的话，调用的是Object的toString方法，打印的是下面这个鬼。

public String toString() {
    return getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(hashCode());
}

说明：String类型已经重写了hashcode和equals方法。

三、需要重写equals()的场景

　　假设现在有很多学生对象，默认情况下，要判断多个学生对象是否相等，需要根据对象的引用地址判断，若对象的引用地址相等，那么对象的实例数据一定是一样的；

　　但现在我们规定：当学生的姓名、年龄相等时，认为学生对象是相等的，不一定需要对象地址完全相同，这时候如果不重写Object的equals方法，那么返回的一定是false不相等，这个时候就

需要我们根据自己的需求重写equals()方法了。

　　通过上面的例子，你是不是会想，不是说要同时重写Object的equals方法和hashcode方法吗？那上面的例子怎么才只用到equals方法呢，hashcode方法没有体现出来，不要着急，我们往下看。

四、需要重写hashcode()的场景

　　以上面例子为基础，即p1和p2在重写equals方法后被认为是相等的。

　　在两个对象equals的情况下进行把他们分别放入Map和Set中

　　在上面的代码基础上追加如下代码：

Set set = new HashSet();
set.add(p1);
set.add(p2);
System.out.println(set);

　　如果没有重写Object的hashcode()方法，这里会输出

[Person{name='Alice', age=25}, Person{name='Alice', age=25}]

说明该Set容器类有2个元素。.........等等，为什么会有2个元素？？？？刚才经过测试，p1不是已经等于p2了吗，那按照Set容器的特性会有一个去重操作，那为什么现在会有2个元素。这就涉及到Set的底层实现问题了，这里简单介绍下就是HashSet的底层是通过HashMap实现的，最终比较set容器内元素是否相等是通过比较对象的hashcode来判断的。现在你可以试试把刚才注释掉的hashcode方法弄回去，然后重新运行，看是不是很神奇的就只输出一个元素了。

[Person{name='Alice', age=25}]

　　同理，可以测试下放入HashMap中,Map也把两个同样的对象当成了不同的Key（Map的Key是不允许重复的，相同Key会覆盖)，那么没有重写的情况下map中也会有2个元素，重写的情况下最后put进的元素会覆盖前面的value;

Map m = new HashMap();
m.put(p1, p1);
m.put(p2, p2);

System.out.println(m);
System.out.println(System.identityHashCode(m.get(p1)));
System.out.println(System.identityHashCode(m.get(p2)));

输出结果：

不重写hashcode：

"C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\bin\java.exe" "-javaagent:D:\idea2022\IntelliJ IDEA 2022.2.2\lib\idea_rt.jar=59868:D:\idea2022\IntelliJ IDEA 2022.2.2\bin" -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath "C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\charsets.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\deploy.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\ext\cldrdata.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\ext\dnsns.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\ext\jaccess.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\ext\jfxrt.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\ext\localedata.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\ext\nashorn.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\ext\sunec.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar;C:\Program 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com.ruoyi.reserve.controller.Test1

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com.ruoyi.reserve.controller.Test1
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Process finished with exit code 0




　　可以看出来，这里是比较的是重写后的哈希值，而不是确定对象在内存中的唯一标识的哈希值。


五、原理分析


　　因为我们没有重写父类（Object）的hashcode方法,Object的hashcode方法会根据两个对象的地址生成对相应的hashcode；p1和p2是分别new出来的，那么他们的地址肯定是不一样的，自然hashcode值也会不一样。


    

  • Set区别对象是不是唯一的标准是:两个对象hashcode是不是一样，再判定两个对象是否equals;
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  • Map 是先根据Key值的hashcode分配,获取对象保存数组下标，然后再根据equals区分唯一值（详见下面的map分析）
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六、补充HashMap知识


    

  • hashMap组成结构：hashMap是由数组和链表组成；
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  • hashMap的存储：一个对象存储到hashMap中的位置是由其key的hashcode值决定的;
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  • 查找key: 找key的时候，hashMap会先根据key的hashcode经过取余算法定位其所在数组的位置，再根据key的equals方法匹配相同key值获取对应的对象；
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举例：


（1）hashmap存储


    

  • 存值规则：把Key的hashCode与HashMap的容量取余得出该Key存储在数组所在位置的下标（源码定位Key存储在数组的哪个位置是以hashCode & (HashMap容量-1)算法得出）这里为方便理解使用此方式；
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//为了演示方便定义一个容量大小为3的hashMap（其默认为16）
HashMap map=newHashMap(3);

map.put("a",1); 得到key 为“a” 的hashcode 值为97,然后根据该值和hashMap容量取余97%3得到存储位到数组下标为1;

map.put("b",2); 得到key 为“b” 的hashcode 值为98,     98%3到存储位到数组下标为2;

map.put("c",3); 得到key 为“c” 的hashcode 值为99，   99%3到存储位到数组下标为0;

map.put("d",4); 得到key 为“d” 的hashcode 值为100，100%3到存储位到数组下标为1;

map.put("e",5); 得到key 为“e” 的hashcode 值为101，101%3到存储位到数组下标为2;

map.put("f",6); 得到key 为“f”  的hashcode 值为102，   102%3到存储位到数组下标为0;




 


（2）hashmap的查找key


    

  • 得到key在数组中的位置：根据上图，当我们获取key 为“a”的对象时，那么我们首先获得 key的hashcode97%3得到存储位到数组下标为1;
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  • 匹配得到对应key值对象：得到数组下表为1的数据“a”和“c”对象， 然后再根据 key.equals()来匹配获取对应key的数据对象；
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  • hashcode 对于HashMap:如果没有hashcode 就意味着HashMap存储的时候是没有规律可寻的，那么每当我们map.get()方法的时候，就要把map里面的对象一一拿出来进行equals匹配，这样效率是不是会超级慢；
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（3）hashcode方法文档说明


    

  • 在equals方法没被修改的前提下，多次调用同一对象的hashcode方法返回的值必须是相同的整数；
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  • 如果两个对象互相equals，那么这两个对象的hashcode值必须相等；
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  • 为不同对象生成不同的hashcode可以提升哈希表的性能；
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2020-01-08 10:33 
慎终若始 
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