彻底搞懂为什么重写equals还要重写hashcode？

引言

原文链接：深入理解equals和hashCode 由于hashCode与HashMap有一定关系，推荐大家看一下我的这篇文章 HashMap源码大剖析

本文介绍java.lang.Object类中的两个方法：equals和hashCode。这两个方法大家应该都知道，但是这两个方法的作用是什么、为什么重写equals还要重写hashCode、它们之间有什么关系和约定等，或许有些小伙伴还不是很清楚，知其然知其所以然，今天就来带大家了解一下。

百度搜索"为什么重写equals一定要重写hashcode"，第二条结果就是我写的文章。这是我很久之前写的，其中的内容表述得不太清楚，或多或少难以让人信服，于是我决定再写一篇。

1、hashCode

在阅读下面的内容之前，大家可能需要先了解一下什么是哈希表、哈希函数，这是数据结构相关的知识。

hashCode即散列码。散列码是用一个int值来代表对象，它是通过将该对象的某些信息进行转换而生成的。

Object类中默认的hashCode方法如下。

public native int hashCode();

这是一个本地方法，不同的虚拟机有不同的实现（具体实现自己看虚拟机源码哈）。Object默认的hashCode是根据对象的内存地址转化而来的，它是唯一的。

我们可以在自己的类中覆盖hashCode方法，但我们可以使用System.identityHashCode(Object x)方法返回默认的hashcode，无论对象是否覆盖默认的hashcode。

hashCode方法主要是为了给诸如HashMap这样的哈希表使用。

设计hashcode最重要的因素是：对同一个对象调用hachCode()应该产生同样的值（前提是对象的信息没有被改变）。

设计一个hashCode，它必须快，而且具有意义（使用有意义的字段来生成hashcode）。hashCode不需要唯一(默认的hashCode唯一)，因此更应该关注它的速度，而不是唯一性。

由于在生成桶(桶指哈希桶，或哈希表的槽位)的下标前，hashcode还要做进一步处理，所以生成的hashCode范围不是很重要，是int就行。

好的hashCode()应该产生分布均匀的散列码。

哈希桶的大小最好是2的n次方。

对现代处理器来说，除数和求余是最慢的操作，而使用2的n次方，可以用位运算代替求余（%开销较大）。
举个例子，假设哈希桶大小为16（HashMap初始大小），假设hashCode为20，那么使用%求余会得到下标4；但这可以用hashCode&(length-1)代替，即20&(16-1)，结果也是4。

2、equals

hashCode并不需要唯一性，但equals必须严格地判断两个对象是否相同。

正确的equals方法有如下特性：

自反性：x.equals(x)一定返回true
对称性：如果x.equals(y)为true，那么y.equals(x)也为true
传递性：如果x.equals(y)为true、y.equals(z)为true,那么x.equals(z)也为true
一致性：如果x和y中用于等价比较的信息没有改变，那么x.equals(y)无论调用多少次，结果都一致
任何不是null的x，x.equals(null)一定返回false

3、equals与hashCode的相关规定

之所以有规定，是为了使诸如HashMap这样的哈希表正常使用。具体规定如下：

equals相等，hashcode一定相等。
equals不等，hashcode不一定不等。
hashcode不等，equals一定不等。
hashcode相等，equals不一定相等。

因此，如果我们重写了equals，那么必须重写hashCode，使其满足这些规定。当然，如果我们不把自定义对象当成HashMap的键来使用，那么自定义对象不重写equals和hashCode也是可以的。

下面来详细解释一下，为什么这些规定能让HashMap正常工作。

3.1、equals相等，hashCode一定相等

因为HashMap是用equals判断键是否相等的，用反证法，如果两个键 equals相等，而hashcode不等的话，那么就无法保证通过hashcode计算的下标值相等，下标值不等也就意味着相等的两个键却到了不同的值，这肯定是不对的。

3.2、equals不等，hashcode不一定不等

equals不等，一般hashcode也不相等，这是为了尽量减少哈希冲突。但为啥会出现相等的情况呢，因为hashcode是int类型，是有范围的，当数据量很大的情况下，难免会发生冲突，此时HashMap通过拉链法解决冲突。

当从map中获取equals不等的两个键时，由于它们的hashcode相同，所以计算到的下标值也相同，当定位到同一个桶位时，会在单链表上顺序查找，查找到的依据就是要查找的键与单链表上的键equals相等。

3.3、hashcode不等，equals一定不等

这个相当于规定1的逆反命题。

3.4、hashcode相等，equals不一定相等

这个相当于规定2的逆反命题。如果两个键hashcode相等，那么计算到的下标值是相同的，这时候两个键可能是相等的(该桶位有一个元素)，也可能是不等的(该桶位有两个元素)。