hashCode與equals的作用與區別及應當註意的細節
先來試想一個場景，如果你想查找一個集合中是否包含某個對象，那麽程序應該怎麽寫呢？通常的做法是逐一取出每個元素與要查找的對象一一比較，當發現兩者進行equals比較結果相等時，則停止查找並返回true，否則，返回false。但是這個做法的一個缺點是當集合中的元素很多時，譬如有一萬個元素，那麽逐一的比較效率勢必下降很快。於是有人發明了一種哈希算法來提高從該集合中查找元素的效率，這種方式將集合分成若幹個存儲區域（可以看成一個個桶），每個對象可以計算出一個哈希碼，可以根據哈希碼分組，每組分別對應某個存儲區域，這樣一個對象根據它的哈希碼就可以分到不同的存儲區域（不同的桶中）。如下圖所示：
實際的使用中，一個對象一般有key和value，可以根據key來計算它的hashCode。假設現在全部的對象都已經根據自己的hashCode值存儲在不同的存儲區域中了，那麽現在查找某個對象（根據對象的key來查找），不需要遍歷整個集合了，現在只需要計算要查找對象的key的hashCode，然後找到該hashCode對應的存儲區域，在該存儲區域中來查找就可以了，這樣效率也就提升了很多。說了這麽多相信你對hashCode的作用有了一定的了解，下面就來看看hashCode和equals的區別和聯系。
在研究這個問題之前，首先說明一下JDK對equals(Object obj)和hashCode()這兩個方法的定義和規範：在Java中任何一個對象都具備equals(Object obj)和hashCode()這兩個方法，因為他們是在Object類中定義的。 equals(Object obj)方法用來判斷兩個對象是否“相同”，如果“相同”則返回true，否則返回false。 hashCode()方法返回一個int數，在Object類中的默認實現是“將該對象的內部地址轉換成一個整數返回”。
下面是官方文檔給出的一些說明：
1 hashCode 的常規協定是： 2 在 Java 應用程序執行期間，在同一對象上多次調用 hashCode 方法時，必須一致地返回相同的整數，前提是對象上 equals 比較中所用的信息沒有被修改。從某一應用程序的一次執行到同一應用程序的另一次執行，該整數無需保持一致。 3 如果根據 equals(Object) 方法，兩個對象是相等的，那麽在兩個對象中的每個對象上調用 hashCode 方法都必須生成相同的整數結果。 4 以下情況不 是必需的：如果根據 equals(java.lang.Object) 方法，兩個對象不相等，那麽在兩個對象中的任一對象上調用 hashCode 方法必定會生成不同的整數結果。但是，程序員應該知道，為不相等的對象生成不同整數結果可以提高哈希表的性能。5 實際上，由 Object 類定義的 hashCode 方法確實會針對不同的對象返回不同的整數。（這一般是通過將該對象的內部地址轉換成一個整數來實現的，但是 JavaTM 編程語言不需要這種實現技巧。） 6 7 當equals方法被重寫時，通常有必要重寫 hashCode 方法，以維護 hashCode 方法的常規協定，該協定聲明相等對象必須具有相等的哈希碼。
下面是我查閱了相關資料之後對以上的說明做的歸納總結：
1.若重寫了equals(Object obj)方法，則有必要重寫hashCode()方法。
2.若兩個對象equals(Object obj)返回true，則hashCode（）有必要也返回相同的int數。
3.若兩個對象equals(Object obj)返回false，則hashCode（）不一定返回不同的int數。
4.若兩個對象hashCode（）返回相同int數，則equals（Object obj）不一定返回true。
5.若兩個對象hashCode（）返回不同int數，則equals（Object obj）一定返回false。
6.同一對象在執行期間若已經存儲在集合中，則不能修改影響hashCode值的相關信息，否則會導致內存泄露問題。
想要弄清楚以上六點，先要知道什麽時候需要重寫equals和hashCode。一般來說涉及到對象之間的比較大小就需要重寫equals方法，但是為什麽第一點說重寫了equals就需要重寫hashCode呢？實際上這只是一條規範，如果不這樣做程序也可以執行，只不過會隱藏bug。一般一個類的對象如果會存儲在HashTable，HashSet,HashMap等散列存儲結構中，那麽重寫equals後最好也重寫hashCode，否則會導致存儲數據的不唯一性（存儲了兩個equals相等的數據）。而如果確定不會存儲在這些散列結構中，則可以不重寫hashCode。但是個人覺得還是重寫比較好一點，誰能保證後期不會存儲在這些結構中呢，況且重寫了hashCode也不會降低性能，因為在線性結構（如ArrayList）中是不會調用hashCode，所以重寫了也不要緊，也為後期的修改打了補丁。
下面來看一張對象放入散列集合的流程圖：
從上面的圖中可以清晰地看到在存儲一個對象時，先進行hashCode值的比較，然後進行equals的比較。可能現在你已經對上面的6點歸納有了一些認識。我們還可以通過JDK中得源碼來認識一下具體hashCode和equals在代碼中是如何調用的。
HashSet.java
1 public boolean add(E e) { 2 return map.put(e, PRESENT)==null; 3 }
HashMap.java
1 public V put(K key, V value) { 2 if (key == null) 3 return putForNullKey(value); 4 int hash = hash(key.hashCode()); 5 int i = indexFor(hash, table.length); 6 for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) { 7 Object k; 8 if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) { 9 V oldValue = e.value; 10 e.value = value; 11 e.recordAccess(this); 12 return oldValue; 13 } 14 } 15 16 modCount++; 17 addEntry(hash, key, value, i); 18 return null; 19 }
最後再來看幾個測試的例子吧：
測試一：覆蓋equals（Object obj）但不覆蓋hashCode（）,導致數據不唯一性
1 public class HashCodeTest { 2 public static void main(String[] args) { 3 Collection set = new HashSet(); 4 Point p1 = new Point(1, 1); 5 Point p2 = new Point(1, 1); 6 7 System.out.println(p1.equals(p2)); 8 set.add(p1); //(1) 9 set.add(p2); //(2) 10 set.add(p1); //(3) 11 12 Iterator iterator = set.iterator(); 13 while (iterator.hasNext()) { 14 Object object = iterator.next(); 15 System.out.println(object); 16 } 17 } 18 } 19 20 class Point { 21 private int x; 22 private int y; 23 24 public Point(int x, int y) { 25 super(); 26 this.x = x; 27 this.y = y; 28 } 29 30 @Override 31 public boolean equals(Object obj) { 32 if (this == obj) 33 return true; 34 if (obj == null) 35 return false; 36 if (getClass() != obj.getClass()) 37 return false; 38 Point other = (Point) obj; 39 if (x != other.x) 40 return false; 41 if (y != other.y) 42 return false; 43 return true; 44 } 45 46 @Override 47 public String toString() { 48 return "x:" + x + ",y:" + y; 49 } 50 51 }
輸出結果：
1 true 2 x:1,y:1 3 x:1,y:1
原因分析：
（1）當執行set.add(p1)時（1），集合為空，直接存入集合；
（2）當執行set.add(p2)時（2），首先判斷該對象（p2）的hashCode值所在的存儲區域是否有相同的hashCode，因為沒有覆蓋hashCode方法，所以jdk使用默認Object的hashCode方法，返回內存地址轉換後的整數，因為不同對象的地址值不同，所以這裏不存在與p2相同hashCode值的對象，因此jdk默認不同hashCode值，equals一定返回false，所以直接存入集合。
（3）當執行set.add(p1)時（3），時，因為p1已經存入集合，同一對象返回的hashCode值是一樣的，繼續判斷equals是否返回true，因為是同一對象所以返回true。此時jdk認為該對象已經存在於集合中，所以舍棄。
測試二：覆蓋hashCode方法，但不覆蓋equals方法，仍然會導致數據的不唯一性
修改Point類：
1 class Point { 2 private int x; 3 private int y; 4 5 public Point(int x, int y) { 6 super(); 7 this.x = x; 8 this.y = y; 9 } 10 11 @Override 12 public int hashCode() { 13 final int prime = 31; 14 int result = 1; 15 result = prime * result + x; 16 result = prime * result + y; 17 return result; 18 } 19 20 @Override 21 public String toString() { 22 return "x:" + x + ",y:" + y; 23 } 24 25 }
輸出結果：
false x:1,y:1 x:1,y:1
原因分析：
（1）當執行set.add(p1)時（1），集合為空，直接存入集合；
（2）當執行set.add(p2)時（2），首先判斷該對象（p2）的hashCode值所在的存儲區域是否有相同的hashCode，這裏覆蓋了hashCode方法，p1和p2的hashCode相等，所以繼續判斷equals是否相等，因為這裏沒有覆蓋equals，默認使用‘==‘來判斷，所以這裏equals返回false，jdk認為是不同的對象，所以將p2存入集合。
（3）當執行set.add(p1)時（3），時，因為p1已經存入集合，同一對象返回的hashCode值是一樣的，並且equals返回true。此時jdk認為該對象已經存在於集合中，所以舍棄。
綜合上述兩個測試，要想保證元素的唯一性，必須同時覆蓋hashCode和equals才行。 （註意：在HashSet中插入同一個元素（hashCode和equals均相等）時，會被舍棄，而在HashMap中插入同一個Key（Value 不同）時，原來的元素會被覆蓋。） 測試三：在內存泄露問題
1 public class HashCodeTest { 2 public static void main(String[] args) { 3 Collection set = new HashSet(); 4 Point p1 = new Point(1, 1); 5 Point p2 = new Point(1, 2); 6 7 set.add(p1); 8 set.add(p2); 9 10 p2.setX(10); 11 p2.setY(10); 12 13 set.remove(p2); 14 15 Iterator iterator = set.iterator(); 16 while (iterator.hasNext()) { 17 Object object = iterator.next(); 18 System.out.println(object); 19 } 20 } 21 } 22 23 class Point { 24 private int x; 25 private int y; 26 27 public Point(int x, int y) { 28 super(); 29 this.x = x; 30 this.y = y; 31 } 32 33 34 public int getX() { 35 return x; 36 } 37 38 39 public void setX(int x) { 40 this.x = x; 41 } 42 43 44 public int getY() { 45 return y; 46 } 47 48 49 public void setY(int y) { 50 this.y = y; 51 } 52 53 54 @Override 55 public int hashCode() { 56 final int prime = 31; 57 int result = 1; 58 result = prime * result + x; 59 result = prime * result + y; 60 return result; 61 } 62 63 64 @Override 65 public boolean equals(Object obj) { 66 if (this == obj) 67 return true; 68 if (obj == null) 69 return false; 70 if (getClass() != obj.getClass()) 71 return false; 72 Point other = (Point) obj; 73 if (x != other.x) 74 return false; 75 if (y != other.y) 76 return false; 77 return true; 78 } 79 80 81 @Override 82 public String toString() { 83 return "x:" + x + ",y:" + y; 84 } 85 86 }
運行結果：
1 x:1,y:1 2 x:10,y:10
原因分析：
假設p1的hashCode為1，p2的hashCode為2，在存儲時p1被分配在1號桶中，p2被分配在2號筒中。這時修改了p2中與計算hashCode有關的信息（x和y）,當調用remove(Object obj)時，首先會查找該hashCode值得對象是否在集合中。假設修改後的hashCode值為10（仍存在2號桶中）,這時查找結果空，jdk認為該對象不在集合中，所以不會進行刪除操作。然而用戶以為該對象已經被刪除，導致該對象長時間不能被釋放，造成內存泄露。解決該問題的辦法是不要在執行期間修改與hashCode值有關的對象信息，如果非要修改，則必須先從集合中刪除，更新信息後再加入集合中。
總結：
1.hashCode是為了提高在散列結構存儲中查找的效率，在線性表中沒有作用。
2.equals和hashCode需要同時覆蓋。
3.若兩個對象equals返回true，則hashCode有必要也返回相同的int數。
4.若兩個對象equals返回false，則hashCode不一定返回不同的int數,但為不相等的對象生成不同hashCode值可以提高 哈希表的性能。
5.若兩個對象hashCode返回相同int數，則equals不一定返回true。
6.若兩個對象hashCode返回不同int數，則equals一定返回false。
7.同一對象在執行期間若已經存儲在集合中，則不能修改影響hashCode值的相關信息，否則會導致內存泄露問題。
hashCode與equals的作用與區別及應當註意的細節