大家好，我是沉默王二。假期结束了，要迅速切换到工作状态，投入到新的一天中。假期快乐玩耍，工作时间积极工作。这应该是我们大多数“现代人”应该有的生活状态。之所以尽量铺垫上一段，是想告诉大家，技术文章虽然晚了，加油，一起学习吧~今天我们来说说Java中的hashCode()方法。众所周知，Java是一门面向对象的编程语言，默认情况下所有的类都会继承自Object类，而Object在中文中就是“对象”的意思。Object类包含hashCode()方法：@HotSpotIntrinsicCandidatepublicnativeinthashCode();意味着所有类都将有一个返回int类型值的hashCode()方法。由于hashCode()方法是本地方法（由native关键字修饰，C/C++语言实现，Java调用的方法），也就是说Object类中没有给出具体实现。具体实现请参考jdk/src/hotspot/share/runtime/synchronizer.cpp（源码可在GitHub的OpenJDK仓库下载）。get_next_hash()方法会根据hashCode的值来决定使用哪种哈希值生成策略。并且hashCode()方法被@HotSpotIntrinsicCandidate注解修饰，说明它在HotSpot虚拟机中有一套高效的实现，基于CPU指令。你有没有想过这样一个问题：为什么Object类需要一个hashCode()方法？在Java中，hashCode()方法的主要作用是配合哈希表。哈希表（HashTable），也叫哈希表，是一种可以通过key-value直接访问的数据结构。它最大的特点是可以快速实现查找、插入和删除。使用的算法称为哈希，将任意长度的输入转换为固定长度的输出，输出就是哈希值。使用像MD5和SHA1这样的哈希算法。和HashSet一样，Java中的Hashtable（注意小写的t）和HashMap都是基于哈希表的具体实现。其中，HashMap是最典型的代表。不仅面试官经常问，工作中使用频率也很高。想一想，如果没有哈希表，但是你需要这样一个数据结构，里面存储的数据不允许重复，怎么办？还是用equals()方法一个一个比较？这个方案当然是可行的。但是如果数据量特别大，使用equals()方法进行一对一比较的效率肯定很低。最好的解决方案是哈希表。以HashMap为例。当我们要向其中添加一个对象时，首先调用对象的hashCode()方法获取对应的hash值，然后将hash值和对象放入HashMap中。当我们要添加一个新的对象时：获取对象的哈希值；与已有的hash值进行比较，不相等则直接存储；如果存在相等，则调用equals()方法保存对象之间的比较，如果相等则不保存；如果不相等，说明hash冲突，增加一个链表存放新的对象；如果链表长度大于8，则转为红黑树处理。这样调用equals()方法的频率就大大降低了。换句话说，只要哈希算法足够高效，能够将哈希冲突的频率降到最低，哈希表的效率就特别高。我们看一下HashMap的hash算法：staticfinalinthash(Objectkey){inth;return(key==null)?0:(h=key.hashCode())^(h>>>16);}首先调用object()方法的hashCode，然后右移值再异或。一般来说，String会作为HashMap的key进行hash运算，那么我们看一下String的hashCode()方法：publicinthashCode(){inth=hash;if(h==0&&value.length>0){hash=h=isLatin1()?StringLatin1.hashCode(value):StringUTF16.hashCode(value);}returnh;}publicstaticinthashCode(byte[]value){inth=0;intlength=value.length>>1;for(inti=0;iscores=newHashMap<>();scores.put(s1,98);System.out.println(scores.get(newStudent(18,"张三")));}}classStudent{privateintage;privateStringname;publicStudent(intage,Stringname){this.age=age;this.name=name;}@Overridepublicbooleanequals(Objecto){Studentstudent=(Student)o;returnage==student.age&&Objects.equals(name,student.name);}}我们覆盖Student类的equals()方法，如果两个学生的年龄和名字相同，我们会认为这是同一个学生是可笑的，但我们就是这么草率。在main()方法中，18岁的张三考了98分，这是一个非常好的成绩。我们把张三和分数放在HashMap中，然后准备输出张三的分数：null可惜结果是null，而不是预期的98。为什么是这样？原因是重写equals()方法时没有重写hashCode()方法。默认情况下，hashCode()方法是返回对象存储地址的本地方法。很明显，put()中的s1和get()中的newStudent(18,"张三")是两个对象，它们的存储地址肯定是不一样的。HashMap的get()方法会调用hash(key.hashCode())计算对象的哈希值。虽然两个不同的hashCode()结果经过hash()方法计算后可能得到相同的结果，但是这个概率是很小的，所以scores.get(newStudent(18,"张三")))无法得到期望值of18.如何解决这个问题？很简单，重写hashCode()方法。@OverridepublicinthashCode(){returnObjects.hash(age,name);}Objects类的hash()方法可以为不同数量的参数生成新的hashCode()值。publicstaticinthashCode(Objecta[]){if(a==null)return0;intresult=1;for(Objectelement:a)result=31*result+(element==null?0:element.hashCode());returnresult;}代码看起来很简单，归纳出的数学公式如下（n为字符串的长度）。注：31是奇质数，不能太大也不能太小。一般来说，素数非常适合哈希计算。偶数相当于移位操作，容易溢出，造成数据信息丢失。这意味着如果年龄和姓名相同，将得到相同的哈希值。scores.get(newStudent(18,"ZhangSan"))会返回期望值98。《Java 编程思想》这本圣经中有一段描述了hashCode()方法。设计hashCode()时最重要的因素是，无论何时在同一个对象上调用hashCode()，它都应该生成相同的值。如果用put()方法将对象添加到HashMap时产生了一个hashCode()值，用get()方法取出时又产生了一个hashCode()值，那么这个对象就取不出来了。所以，如果你的hashCode()方法依赖于对象中的volatile数据，用户要小心，因为当这些数据发生变化时，hashCode()会生成不同的哈希值，相当于生成不同的键。换句话说，如果对象中的某个字段在重写hashCode()和equals()方法时容易发生变化，那么最好丢弃这些字段，以避免出现不可预知的结果。好的。以上述内容为基础，我们再回顾一下本地方法hashCode()的C++源码。staticinlineintptr_tget_next_hash(Thread*current,oopobj){intptr_tvalue=0;if(hashCode==0){//ThisformusesglobalPark-MillerRNG.//OnMPsystemwe'llhavelotsofRWaccesstoaglobal,sothe//mechanismminduceslotsofcoherencytraffic.value=os::random();}elseif(hashCode==1){//Thisvariationhasthepropertyofbeingstable(idempotent)//betweenSTWoperations.Thiscanbeusefulinsomeofthe1-0//synchronizationschemes.intptr_taddr_bits=cast_from_oop(obj)>>3;value=addr_bits^(addr_bits>>5)^GVars.stw_random;}elseif(hashCode==2){value=1;//敏感度测试}elseif(hashCode==3){value=++GVars.hc_sequence;}elseif(hashCode==4){value=cast_from_oop(obj);}else{//Marsaglia'sxor-shiftschemewiththread-specificstate//Thisisprobablythebestoverallimplementation--we'll//likelymakethisthedefaultinfuturereleases.unsignedt=current->_hashStateX;t^=(t<<11);current->_hashStateX=current复制代码->_hashStateY;current->_hashStateY=current->_hashStateZ;current->_hashStateZ=current->_hashStateW;unsignedv=current->_hashStateW;v=(v^(v>>19)^(t^(t>>8));current->_hashStateW=v;值=v;}value&=markWord::hash_mask;if(value==0)value=0xBAD;assert(value!=markWord::no_hash,"invariant");returnvalue;}如果没有C++基础，不细细看每一行代码，我们对get_next_hash()方法只是粗浅的了解，hashCode变量是JVM启动时的全局参数，通过它可以切换hash值的生成策略。hashCode==0，调用操作系统OS的random()方法返回一个随机数hashCode==1，在STW(stop-the-world)操作中，这种策略通常用于同步方案中进行计算使用对象地址，使用不经常更新的随机数（GVars.stw_random）参与。hashCode==2，用于返回1，用于某些情况下的测试。hashCode==3，从0开始计算hash值，不是线程安全的，多线程eads可能会得到相同的散列值。hashCode==4，与创建对象的内存位置有关，原样输出。hashCode==5，默认值，支持多线程，使用Marsaglia的xor-shift算法生成伪随机数。所谓xor-shift算法，简单来说，看起来就像一个移位寄存器，每次移入的位都是通过寄存器中的几个位进行异或运算产生的。所谓伪随机数并不是完全随机的，但很难产生真随机数，所以只要能通过一定的随机数统计检验，就可以作为真随机数使用。至于更深层次的挖掘，涉及到数学知识和物理知识，就不展开了。毕竟，食物是原罪。参考资料：https://zhuanlan.zhihu.com/p/121555725https://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3681042.html
