一、引用相等性与对象相等性

1. 引用相等性

引用到堆上同一个对象的两个引用是相等的，这就是引用的相等性。

如果想要知道两个引用是否相等，可以使用==来比较变量上的字节组合，如果引用到相同的对象，字节组合也会一样：

if (foo == bar){// 两个引用都指向同一个对象
}

2. 对象相等性

堆上的两个不同对象在意义上是相同的，这就是对象的相等性。

两个对象相等的条件是它们的hashCode相等，而且调用以另一个对象为参数的equals时返回true：

if (foo.equals(bar) && foo.hashCode() == bar.hashCode()) {// 两个引用指向同一个对象或者两个对象是相等的
}

我们知道所有的类都继承自Object类，而Object类默认的equals方法是使用==进行比较：

public boolean equals(Object obj) {return (this == obj);
}

Object类的hashCode函数：

public native int hashCode();

是一个native函数，而且返回值类型是整形；实际上，该native方法将对象在内存中的地址作为哈希码返回，可以保证不同对象的返回值不同。

因此，要比较两个对象的相等性，首先需要重写equals和hashCode方法。

二、equals()与hashCode()的规范与关系

1. equals()方法

JDK中说明了实现equals()方法应该遵守的约定：

1）自反性：x.equals(x)必须返回true。

2）对称性：x.equals(y)与y.equals(x)的返回值必须相等。

3）传递性：x.equals(y)为true，y.equals(z)也为true，那么x.equals(z)必须为true。

4）一致性：如果对象x和y在equals()中使用的信息都没有改变，那么x.equals(y)值始终不变。

5）非null：x不是null，y为null，则x.equals(y)必须为false。

2. hashCode()方法

JDK中对hashCode()方法的作用，以及实现时的注意事项做了说明：

1）hashCode()在哈希表中起作用，如java.util.HashMap。

2）如果对象在equals()中使用的信息都没有改变，那么hashCode()值始终不变。

3）如果两个对象使用equals()方法判断为相等，则hashCode()方法也应该相等。

4）如果两个对象使用equals()方法判断为不相等，则不要求hashCode()也必须不相等；但是开发人员应该认识到，不相等的对象产生不相同的hashCode可以提高哈希表的性能。

3. equals()与hashCode()的关系

通过上面两点我们可以推出结论，如果有两个对象a，b，如果有：

a.equals(b)，则a.hashCode() == b.hashCode()为真，即两个值相等的对象，他们的hashCode一定相等。

反过来则不一定成立。

实际上在Java中，要证明两个对象值相等，只要a.equals(b)为true就可以了。

三、hashCode的作用

总的来说，hashCode()在哈希表中起作用，如HashSet、HashMap等。

当我们向哈希表(如HashSet、HashMap等)中添加对象object时，首先调用hashCode()方法计算object的哈希码，通过哈希码可以直接定位object在哈希表中的位置(一般是哈希码对哈希表大小取余)。如果该位置没有对象，可以直接将object插入该位置；如果该位置有对象(可能有多个，通过链表实现)，则调用equals()方法比较这些对象与object是否相等，如果相等，则不需要保存object；如果不相等，则将该对象加入到链表中。

这也就解释了为什么equals()相等，则hashCode()必须相等。如果两个对象equals()相等，则它们在哈希表(如HashSet、HashMap等)中只应该出现一次；如果hashCode()不相等，那么它们会被散列到哈希表的不同位置，哈希表中出现了不止一次。

实际上，在JVM中，加载的对象在内存中包括三部分：对象头、实例数据、填充。其中，对象头包括指向对象所属类型的指针和MarkWord，而MarkWord中除了包含对象的GC分代年龄信息、加锁状态信息外，还包括了对象的hashcode；对象实例数据是对象真正存储的有效信息；填充部分仅起到占位符的作用, 原因是HotSpot要求对象起始地址必须是8字节的整数倍。

四、参考

1. 《Head First Java(第二版)》

2. 详解equals()方法和hashCode()方法