深入解析Java HashCode计算原理 少看大错特错的面试题

深入解析Java HashCode计算原理 少看大错特错的面试题

前言

首先了解这一篇文章我们先要知道 HashCode是干什么得，才能深入得了解HashCode！
hashCode方法可以这样理解：它返回的就是根据对象的内存地址换算出的一个值。这样一来，当集合要添加新的元素时，先调用这个元素的hashCode方法，就一下子能定位到它应该放置的物理位置。 这段话来自面试题中得讲解，想必很多人都看过，这句话讲的是不对的，那么本篇主要讲述得内容就是HashCode 计算得过程。

HashCode 出处

通过前言应该也大概明白了HashCode 是干什么得了，那么接下来我讲解一下这个HashCode得出处。
估计大家都知道map一定是会使用HashCode得，这里决定调用谁谁谁得hashCode由Map得kay得类型而决定，众所周知map不能使用基本数据类型 这里要搞清楚 Java得封装数据类型是对基本数据类型得封装。当map kay得类型 如String Long 或者是自定义类得时候 只要父类重写了hashCode 那么调用得就是调用的是重写得那个hashCode，没有重写HashCode 调用的是 Object 类的 hashCode()，这是 native 方法（由 C/C++ 实现），Java 调试器无法进入 native 方法。

String HashCode

底层数组存储介绍

这里我们要清楚我们不用过多关心这个我赋值得时候明明是字符串 为什么这里怎么debug都debug不到它变成了char数组了呢 或者是1.8以后得byte数组了呢 ，这个转换得过程我们不用过多的关心 字符串字面量（如 “1”）转换为 char 数组的过程并不是由 String 类的 Java 源码直接实现的，而是由 Java 编译器（javac） 和 类加载机制 共同完成的，最终通过 String 类的特殊构造逻辑初始化 char value[] 数组。
若要搞清楚这个String底层得原理和加载机制 后续我会再写一篇关于String 从启动到使用过程得底层讲解。

char数组得值讲述

 public static void main(String[] args) throws Exception {String a = "1233";// 显示当前默认字符集Charset defaultCharset = Charset.defaultCharset();System.out.println("当前默认字符集: " + defaultCharset.displayName());System.out.println("字符集别名: " + String.join(", ", defaultCharset.aliases()));System.out.println("字符集编码: " + defaultCharset.name() + "\n");// 通过反射获取String类的value字段Field valueField = String.class.getDeclaredField("value");valueField.setAccessible(true); // 允许访问私有字段// 获取字符串对象的字符数组char[] value = (char[]) valueField.get(a);// 输出数组长度System.out.println("char数组长度: " + value.length);// 遍历数组，输出每个字符及其Unicode码for (int i = 0; i < value.length; i++) {System.out.printf("索引 %d: 字符='%c'  Unicode码=0x%04X (%d)%n",i, value[i], (int) value[i], (int) value[i]);}
//todo 执行结果
//        当前默认字符集: UTF-8
//        字符集别名: unicode-1-1-utf-8, UTF8
//        字符集编码: UTF-8//        char数组长度: 3
//        索引 0: 字符='1'  Unicode码=0x0031 (49)
//        索引 1: 字符='2'  Unicode码=0x0032 (50)
//        索引 2: 字符='3'  Unicode码=0x0033 (51)System.out.printf("hashCode：%d", a.hashCode());}    public static void main(String[] args) throws Exception {String a = "1233";// 显示当前默认字符集Charset defaultCharset = Charset.defaultCharset();System.out.println("当前默认字符集: " + defaultCharset.displayName());System.out.println("字符集别名: " + String.join(", ", defaultCharset.aliases()));System.out.println("字符集编码: " + defaultCharset.name() + "\n");// 通过反射获取String类的value字段Field valueField = String.class.getDeclaredField("value");valueField.setAccessible(true); // 允许访问私有字段// 获取字符串对象的字符数组char[] value = (char[]) valueField.get(a);// 输出数组长度System.out.println("char数组长度: " + value.length);// 遍历数组，输出每个字符及其Unicode码for (int i = 0; i < value.length; i++) {System.out.printf("索引 %d: 字符='%c'  Unicode码=0x%04X (%d)%n",i, value[i], (int) value[i], (int) value[i]);}//todo 执行结果
//        当前默认字符集: UTF-8
//        字符集别名: unicode-1-1-utf-8, UTF8
//        字符集编码: UTF-8//        char数组长度: 3
//        索引 0: 字符='1'  Unicode码=0x0031 (49)
//        索引 1: 字符='2'  Unicode码=0x0032 (50)
//        索引 2: 字符='3'  Unicode码=0x0033 (51)
//        索引 3: 字符='3'  Unicode码=0x0033 (51)System.out.printf("hashCode：%d", a.hashCode());}

通过上述代码我们进行开始讲解至于整个过程为什么会识别为UTF-8则是指定优先使用 JVM 启动参数 指定的字符集 若未指定，则根据 操作系统的默认编码 和 区域设置（Locale） 自动推断（例如 Windows 系统默认可能是 GBK，Linux/macOS 通常是 UTF-8）。
通过上述代码我们已经获取到了49，50，51，51。Java 底层把每个字符都拆分开来了 获取到了数组中得三个值
那么这个49，50，51，51则是把字符串转换为十进制得到得结果 就是这个49，50，51，51了。

hashCode计算过程

通常我们在这里调试得时候我们会看到这里是要循环value数组得值进行计算。

通过这张图片我们能看到 每个值都有对应的十进制得值。
那么这里进行计算得时候则是取val数组中的字符得十进制进行计算得 也就是说第一次计算：h =310+49 最后得结果等于49 。要是有人不明白310 为啥等于零的话可以自行实践。
那么我们已经明白了是怎么计算得了 那么我给出整个计算得过程：
第一次 h =310+49 结果49，第二次 h =3149+50 结果1569，第三次 h =311569+51 结果48690
，第四次 h =3148690+51 结果1509441。这就得到了hashCode得值了。

Integer HashCode

    public static void main(String[] args) throws Exception {Integer a = 1233;Integer b = 1233;System.out.println("a的哈希值: " + a.hashCode());System.out.println("b的哈希值: " + b.hashCode());System.out.println("a的内存地址标识: " + System.identityHashCode(a));System.out.println("b的内存地址标识: " + System.identityHashCode(b));
//todo 输出结果
//        a == b 的结果: false
//        a的哈希值: 1233
//        b的哈希值: 1233
//        a的内存地址标识: 1163157884
//        b的内存地址标识: 1956725890}

我们可以看出Integer得hashCode是直接把值返回出去当作hashCode

Long HashCode

    public static void main(String[] args) throws Exception {Long a = 1233L;Long b = 1233111111111111111L;System.out.println("a的哈希值: " + a.hashCode());System.out.println("b的哈希值: " + b.hashCode());System.out.println("a的内存地址标识: " + System.identityHashCode(a));System.out.println("b的内存地址标识: " + System.identityHashCode(b));
//todo 输出结果
//        a的哈希值: 1233
//        b的哈希值: -1555982910
//        a的内存地址标识: 1163157884
//        b的内存地址标识: 1956725890}

通过hashCode得源码我们可以看的出来 这里得是通过位运算进行计算得。
那么在深入理解得过程中我们要搞明白 这是怎么计算得，首先位运算在计算得过程中会把数字转换为二进制，那么long我们要知道是64位得 意思说转换二进制计算最多64位，其次它得存储上线是百兆也就是十九位。
这里得位运算数字转换为64位的大数字拆成 “前 32 位” 和 “后 32 位”，先把 “前 32 位” 挪到 “后 32 位” 的位置（左边补 0），再和原数字对比 “每一位”（相同为 0，不同为 1）这里有进行转换位int 那么就是取值右边32位转换成int 进行返回。
这里就不在过多得介绍其他得封装类型了。

类 hashCode

This is typically implemented by converting the internal

• address of the object into an integer, but this implementation
• technique is not required by the
• Java™ programming language.

我们从这里的注释我们能看到 阿里说的面试题是对的，但是 要清楚 重写了就不对了 不重写要使用Object的
这里的注释说的是 这通常是通过将对象的内部地址转换为整数来实现的 但JavaTM 编程语言不需要这种实现技术。

这个我是从别人的博客上看到的 ，我能明确它看的是阿里的面试题 这个博客大概率是照着面试题抄的 只抄一半那就不对了 意思就变了 ，这一块说的太明确 太全面 就不对了 要明确说明 你是重写不重写的情况。重写了 用的是自己的hashCode进行计算的 自己没有重写才使用Object的。当我看到这个面试题的时候我很气愤，写的什么玩意面试题 。不如自己来写。