摘要：不相等的對(duì)象要具有不相等的哈希碼為了哈希表的操作效率，這一點(diǎn)很重要，但不是強(qiáng)制要求，最低要求是不相等的對(duì)象不能共用一個(gè)哈希碼。方法和方法協(xié)同工作，返回對(duì)象的哈希碼。這個(gè)哈希碼基于對(duì)象的身份生成，而不是對(duì)象的相等性。

本文面向

剛學(xué)完Java的新手們。這篇文章不講語(yǔ)法，而是一些除了語(yǔ)法必須了解的概念。

將要去面試的初級(jí)工程師們。查漏補(bǔ)缺，以免遭遇不測(cè)。

目前由于篇幅而被挪出本文的知識(shí)點(diǎn)：

淺析JVM之內(nèi)存管理

Java多線(xiàn)程筆記

Java反射學(xué)習(xí)小記

簡(jiǎn)談Java String

JVM：java 虛擬機(jī)，負(fù)責(zé)將編譯產(chǎn)生的字節(jié)碼轉(zhuǎn)換為特定機(jī)器代碼，實(shí)現(xiàn)一次編譯多處執(zhí)行；

JRE：java運(yùn)行時(shí)環(huán)境，包含了java虛擬機(jī)jvm，java基礎(chǔ)類(lèi)庫(kù)。是使用java語(yǔ)言編寫(xiě)的程序運(yùn)行所需要的軟件環(huán)境；

JDK：java開(kāi)發(fā)工具包，是編寫(xiě)java程序所需的開(kāi)發(fā)工具。JDK包含了JRE，同時(shí)還包含了編譯器javac，調(diào)試和分析工具，JavaDoc。

上圖表示了Java代碼是怎么編譯和加載的

整個(gè)流程從 Java 源碼開(kāi)始，經(jīng)過(guò) javac 程序處理后得到類(lèi)文件，這個(gè)文件中保存的是編譯源碼后得到的 Java 字節(jié)碼。類(lèi)文件是 Java 平臺(tái)能處理的最小功能單位，也是把新代碼傳給運(yùn)行中程序的唯一方式。

新的類(lèi)文件通過(guò)類(lèi)加載機(jī)制載入虛擬機(jī)，從而把新類(lèi)型提供給解釋器執(zhí)行。

所有類(lèi)都直接或間接擴(kuò)展 java.lang.Object 類(lèi)。這個(gè)類(lèi)定義了很多有用的方法，而且你可以根據(jù)需求來(lái)重寫(xiě)這些方法。

toString( ) 方法的作用是返回對(duì)象的文本表示形式。連接字符串或使用 System.out.println( ) 等方法時(shí)，會(huì)自動(dòng)在對(duì)象上調(diào)用這個(gè)方法。給對(duì)象提供文本表示形式，十分利于調(diào)試或記錄日志，而且精心編寫(xiě)的 toString( ) 方法還能給報(bào)告生成等任務(wù)提供幫助。

Object 類(lèi)中的 toString( ) 方法返回的字符串由對(duì)象所屬的類(lèi)名和對(duì)象的十六進(jìn)制形式哈希碼（由 hashCode( ) 方法計(jì)算得到，本章節(jié)稍后會(huì)介紹）組成。這個(gè)默認(rèn)的實(shí)現(xiàn)方式提供了對(duì)象的類(lèi)型和標(biāo)識(shí)兩個(gè)基本信息，但一般并沒(méi)什么用。

== 運(yùn)算符測(cè)試兩個(gè)引用是否指向同一個(gè)對(duì)象（比較兩個(gè)內(nèi)存單元的內(nèi)容是否一樣）。如果要測(cè)試兩個(gè)不同的對(duì)象是否相等，必須使用 equals( ) 方法。任何類(lèi)都能覆蓋 equals( ) 方法，定義專(zhuān)用的相等比較方式。Object.equals( ) 方法直接使用 == 運(yùn)算符，只有兩個(gè)對(duì)象是同一個(gè)對(duì)象時(shí)，才判定二者相等。

很多類(lèi)以及自定義類(lèi)的equals方法都需要重寫(xiě)，是需要根據(jù)場(chǎng)景與需求來(lái)定制的。JDK自帶的許多類(lèi)往往都是：

對(duì)比一些簡(jiǎn)單的屬性值

再對(duì)比復(fù)雜的屬性值or對(duì)比業(yè)務(wù)上最快能區(qū)分對(duì)象的值

再對(duì)比其他的值or對(duì)比地址、長(zhǎng)度

主要為了將那些不匹配的情況盡快排除

Java中的hashCode方法就是根據(jù)一定的規(guī)則將與對(duì)象相關(guān)的信息（比如對(duì)象的存儲(chǔ)地址，對(duì)象的字段等）映射成一個(gè)數(shù)值，這個(gè)數(shù)值稱(chēng)作為散列值。 如果集合中已經(jīng)存在一萬(wàn)條數(shù)據(jù)或者更多的數(shù)據(jù)，如果采用equals方法去逐一比較，效率必然是一個(gè)問(wèn)題。此時(shí)hashCode方法的作用就體現(xiàn)出來(lái)了，當(dāng)集合要添加新的對(duì)象時(shí)，先調(diào)用這個(gè)對(duì)象的hashCode方法，得到對(duì)應(yīng)的hashcode值，實(shí)際上在HashMap的具體實(shí)現(xiàn)中會(huì)用一個(gè)table保存已經(jīng)存進(jìn)去的對(duì)象的hashcode值，如果table中沒(méi)有該hashcode值，它就可以直接存進(jìn)去，不用再進(jìn)行任何比較了；如果存在該hashcode值，就調(diào)用它的equals方法與新元素進(jìn)行比較，相同的話(huà)就不存了，不相同就散列其它的地址，所以這里存在一個(gè)沖突解決的問(wèn)題，這樣一來(lái)實(shí)際調(diào)用equals方法的次數(shù)就大大降低了。

另外注意，默認(rèn)的hashCode會(huì)發(fā)起native調(diào)用，如果用hashCode對(duì)兩個(gè)對(duì)象對(duì)比，會(huì)導(dǎo)致開(kāi)銷(xiāo)增大。
hashcode方法的作用

只要覆蓋了 equals( ) 方法，就必須覆蓋 hashCode( ) 方法。hashCode( ) 方法返回一個(gè)整數(shù)，用于哈希表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。如果兩個(gè)對(duì)象經(jīng) equals( ) 方法測(cè)試是相等的，它們就要具有相同的哈希碼。不相等的對(duì)象要具有不相等的哈希碼（為了哈希表的操作效率），這一點(diǎn)很重要，但不是強(qiáng)制要求，最低要求是不相等的對(duì)象不能共用一個(gè)哈希碼。為了滿(mǎn)足最低要求，hashCode( ) 方法要使用稍微復(fù)雜的算法或位操作。

Object.hashCode( ) 方法和 Object.equals( ) 方法協(xié)同工作，返回對(duì)象的哈希碼。這個(gè)哈希碼基于對(duì)象的身份生成，而不是對(duì)象的相等性。（如果需要使用基于身份的哈希碼，可以通過(guò)靜態(tài)方法 System.identityHashCode( ) 獲取 Object.hashCode( ) 方法的返回值。）

hashCode和equal方法

hashCode的存在主要是用于查找的快捷性，如Hashtable，HashMap等，hashCode是用來(lái)在散列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中確定對(duì)象的存儲(chǔ)地址的；

如果兩個(gè)對(duì)象相同，就是適用于equals(java.lang.Object) 方法，那么這兩個(gè)對(duì)象的hashCode一定要相同；

如果對(duì)象的equals方法被重寫(xiě)，那么對(duì)象的hashCode也盡量重寫(xiě)，并且產(chǎn)生hashCode使用的對(duì)象，一定要和equals方法中使用的一致，否則就會(huì)違反上面提到的第2點(diǎn)；

兩個(gè)對(duì)象的hashCode相同，并不一定表示兩個(gè)對(duì)象就相同，也就是不一定適用于equals(java.lang.Object)方法，只能夠說(shuō)明這兩個(gè)對(duì)象在散列存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中，如Hashtable，他們"存放在同一個(gè)籃子里"。

HashCode和equal方法

如果一個(gè)類(lèi)實(shí)現(xiàn)了 Comparable 接口，就可以比較一個(gè)實(shí)例是小于、大于還是等于另一個(gè)實(shí)例。這也表明，實(shí)現(xiàn) Comparable 接口的類(lèi)可以排序。

因?yàn)?compareTo( ) 方法不在 Object 類(lèi)中聲明，所以由每個(gè)類(lèi)自行決定實(shí)例能否排序。如果能排序就定義 compareTo( ) 方法，實(shí)現(xiàn)實(shí)例排序的方式。

compareTo( ) 方法返回一個(gè) int 類(lèi)型的值，這個(gè)值需要進(jìn)一步說(shuō)明。如果當(dāng)前對(duì)象（this）小于傳入的對(duì)象，compareTo( ) 方法應(yīng)該返回一個(gè)負(fù)數(shù)；如果兩個(gè)對(duì)象相等，應(yīng)該返回 0；如果當(dāng)前對(duì)象大于傳入的對(duì)象，應(yīng)該返回一個(gè)正數(shù)。

Object 類(lèi)定義了一個(gè)名為 clone( ) 的方法，這個(gè)方法的作用是返回一個(gè)對(duì)象，并把這個(gè)對(duì)象的字段設(shè)為和當(dāng)前對(duì)象一樣。clone( ) 方法不常用，原因有兩個(gè)。其一，只有類(lèi)實(shí)現(xiàn)了 java.lang.Cloneable 接口，這個(gè)方法才有用。Cloneable 接口沒(méi)有定義任何方法（是個(gè)標(biāo)記接口），因此若想實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口，只需在類(lèi)簽名的 implements 子句中列出這個(gè)接口即可。其二，clone( ) 方法聲明為 protected，因此，如果想讓其他類(lèi)復(fù)制你的對(duì)象，你的類(lèi)必須實(shí)現(xiàn) Cloneable 接口，并覆蓋 clone( ) 方法，而且要把 clone( ) 方法聲明為 public。

clone( ) 方法很難正確實(shí)現(xiàn)，而副本構(gòu)造方法實(shí)現(xiàn)起來(lái)更容易也更安全。

一種古老的資源管理技術(shù)叫終結(jié)（finalization），開(kāi)發(fā)者應(yīng)該知道有這么一種技術(shù)。然而，這種技術(shù)幾乎完全廢棄了，任何情況下，大多數(shù) Java 開(kāi)發(fā)者都不應(yīng)該直接使用。

只有少數(shù)應(yīng)用場(chǎng)景適合使用終結(jié)，而且只有少數(shù) Java 開(kāi)發(fā)者會(huì)遇到這種場(chǎng)景。如果有任何疑問(wèn)，就不要使用終結(jié)，處理資源的 try 語(yǔ)句往往是正確的替代品。

終結(jié)機(jī)制的作用是自動(dòng)釋放不再使用的資源。垃圾回收自動(dòng)釋放的是對(duì)象使用的內(nèi)存資源，不過(guò)對(duì)象可能會(huì)保存其他類(lèi)型的資源，例如打開(kāi)的文件和網(wǎng)絡(luò)連接。垃圾回收程序不會(huì)為你釋放這些額外的資源，因此，終結(jié)機(jī)制的作用是讓開(kāi)發(fā)者執(zhí)行清理任務(wù)，例如關(guān)閉文件、中斷網(wǎng)絡(luò)連接、刪除臨時(shí)文件，等等。

終結(jié)機(jī)制的工作方式是這樣的：如果對(duì)象有 finalize( ) 方法（一般叫作終結(jié)方法），那么不再使用這個(gè)對(duì)象（或?qū)ο蟛豢蛇_(dá)）后的某個(gè)時(shí)間會(huì)調(diào)用這個(gè)方法，但要在垃圾回收程序回收分配給這個(gè)對(duì)象的空間之前調(diào)用。終結(jié)方法用于清理對(duì)象使用的資源。

另外注意，這是一個(gè)實(shí)例方法。而在類(lèi)上，沒(méi)有等效的機(jī)制。

8種基本類(lèi)型對(duì)應(yīng)的包裝類(lèi)也是被final修飾。另外，String類(lèi)和StringBuffer類(lèi)也是被final修飾的。

引用類(lèi)型和對(duì)象與基本類(lèi)型和基本值有本質(zhì)的區(qū)別。

八種基本類(lèi)型由 Java 語(yǔ)言定義，程序員不能定義新基本類(lèi)型。引用類(lèi)型由用戶(hù)定義，因此有無(wú)限多個(gè)。例如，程序可以定義一個(gè)名為 Point 的類(lèi)，然后使用這個(gè)新定義類(lèi)型的對(duì)象存儲(chǔ)和處理笛卡兒坐標(biāo)系中的 (x, y) 點(diǎn)。

基本類(lèi)型表示單個(gè)值。引用類(lèi)型是聚合類(lèi)型（aggregate type），可以保存零個(gè)或多個(gè)基本值或?qū)ο?。例如，我們假設(shè)的 Point 類(lèi)可能存儲(chǔ)了兩個(gè) double 類(lèi)型的值，表示點(diǎn)的 x 和 y 坐標(biāo)。char[ ] 和 Point[ ] 數(shù)組類(lèi)型是聚合類(lèi)型，因?yàn)樗鼈儽４嬉恍?char 類(lèi)型的基本值或 Point 對(duì)象。

基本類(lèi)型需要一到八個(gè)字節(jié)的內(nèi)存空間。把基本值存儲(chǔ)到變量中，或者傳入方法時(shí)，計(jì)算機(jī)會(huì)復(fù)制表示這個(gè)值的字節(jié)。而對(duì)象基本上需要更多的內(nèi)存。創(chuàng)建對(duì)象時(shí)會(huì)在堆（heap）中動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存，存儲(chǔ)這個(gè)對(duì)象；如果不再需要使用這個(gè)對(duì)象了，存儲(chǔ)它的內(nèi)存會(huì)被自動(dòng)垃圾回收。

把對(duì)象賦值給變量或傳入方法時(shí)，不會(huì)復(fù)制表示這個(gè)對(duì)象的內(nèi)存，而是把這個(gè)內(nèi)存的引用存儲(chǔ)在變量中或傳入方法。

在 Java 中，引用完全不透明，引用的表示方式由 Java 運(yùn)行時(shí)的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)決定。如果你是 C 程序員的話(huà)，完全可以把引用看作指針或內(nèi)存地址。不過(guò)要記住，Java 程序無(wú)法使用任何方式處理引用。

似乎看的有點(diǎn)暈？來(lái)點(diǎn)兒代碼吧！

下述代碼處理 int 類(lèi)型基本值：

int x = 42;
int y = x;

執(zhí)行這兩行代碼后，變量 y 中保存了變量 x 中所存值的一個(gè)副本。在 Java 虛擬機(jī)內(nèi)部，這個(gè) 32 位整數(shù) 42 有兩個(gè)獨(dú)立的副本。

現(xiàn)在，想象一下把這段代碼中的基本類(lèi)型換成引用類(lèi)型后再運(yùn)行會(huì)發(fā)生什么：

Point p = new Point(1.0, 2.0);
Point q = p;

運(yùn)行這段代碼后，變量 q 中保存了一份變量 p 中所存引用的一個(gè)副本。在虛擬機(jī)中，仍然只有一個(gè) Point 對(duì)象的副本，但是這個(gè)對(duì)象的引用有兩個(gè)副本----這一點(diǎn)有重要的含義。假設(shè)上面兩行代碼的后面是下述代碼：

System.out.println(p.x);  // 打印p的x坐標(biāo)：1.0
q.x = 13.0;               // 現(xiàn)在，修改q的x坐標(biāo)
System.out.println(p.x);  // 再次打印p.x，這次得到的值是13.0

因?yàn)樽兞?p 和 q 保存的引用指向同一個(gè)對(duì)象，所以?xún)蓚€(gè)變量都可以用來(lái)修改這個(gè)對(duì)象，而且一個(gè)變量中的改動(dòng)在另一個(gè)變量中可見(jiàn)。數(shù)組也是一種對(duì)象，所以對(duì)數(shù)組來(lái)說(shuō)也會(huì)發(fā)生同樣的事，如下面的代碼所示：

// greet保存一個(gè)數(shù)組的引用
char[ ] greet = { "h","e","l","l","o" };
char[ ] cuss = greet;             // cuss保存的是同一個(gè)數(shù)組的引用
cuss[4] = "!";                   // 使用引用修改一個(gè)元素
System.out.println(greet);       // 打印“hell!”

把基本類(lèi)型和引用類(lèi)型的參數(shù)傳入方法時(shí)也有類(lèi)似的區(qū)別。假如有下面的方法：

void changePrimitive(int x) {
    while(x > 0) {
        System.out.println(x--);
    }
}

調(diào)用這個(gè)方法時(shí)，會(huì)把實(shí)參的副本傳給形參 x。在這個(gè)方法的代碼中，x 是循環(huán)計(jì)數(shù)器，向零遞減。因?yàn)?x 是基本類(lèi)型，所以這個(gè)方法有這個(gè)值的私有副本——這是完全合理的做法。

可是，如果把這個(gè)方法的參數(shù)改為引用類(lèi)型，會(huì)發(fā)生什么呢？

void changeReference(Point p) {
    while(p.x > 0) {
        System.out.println(p.x--);
    }
}

調(diào)用這個(gè)方法時(shí)，傳入的是一個(gè) Point 對(duì)象引用的私有副本，然后使用這個(gè)引用修改對(duì)應(yīng)的 Point 對(duì)象。例如，有下述代碼：

Point q = new Point(3.0, 4.5); // 一個(gè)x坐標(biāo)為3的點(diǎn)
changeReference(q);            // 打印3，2，1，而且修改了這個(gè)Point對(duì)象
System.out.println(q.x);       // 現(xiàn)在，q的x坐標(biāo)是0！

調(diào)用 changeReference( ) 方法時(shí)，傳入的是變量 q 中所存引用的副本?，F(xiàn)在，變量 q 和方法的形參 p 保存的引用指向同一個(gè)對(duì)象。這個(gè)方法可以使用它的引用修改對(duì)象的內(nèi)容。但是要注意，這個(gè)方法不能修改變量 q 的內(nèi)容。也就是說(shuō)，這個(gè)方法可以隨意修改引用的 Point 對(duì)象，但不能改變變量 q 引用這個(gè)對(duì)象這一事實(shí)。

那么在用運(yùn)算符：==時(shí)，也會(huì)有差別。

相等運(yùn)算符（==）比較基本值時(shí)，只測(cè)試兩個(gè)值是否一樣（即每一位的值都完全相同）。而 == 比較引用類(lèi)型時(shí)，比較的是引用而不是真正的對(duì)象。也就是說(shuō)，== 測(cè)試兩個(gè)引用是否指向同一個(gè)對(duì)象，而不測(cè)試兩個(gè)對(duì)象的內(nèi)容是否相同。

在 JDK1.2 后，Java 對(duì)引用概念擴(kuò)充，分為強(qiáng)引用、軟引用、弱引用、虛引用。強(qiáng)度漸弱。

在開(kāi)始了解前，最好先稍微了解一下Java Memory Model。我的這篇文章中簡(jiǎn)單的講了一下JMM

就是值在程序代碼之中普遍存在的，類(lèi)似 Object obj = new Object() 這類(lèi)的引用，只要強(qiáng)引用還在，垃圾收集器永遠(yuǎn)不會(huì)回收掉被引用的對(duì)象。

它關(guān)聯(lián)著的對(duì)象，在系統(tǒng)將要發(fā)生內(nèi)存溢出異常之前，將會(huì)把這些對(duì)象列進(jìn)回收范圍內(nèi)進(jìn)行第二次回收。提供 SoftReference 類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)軟引用。

強(qiáng)度比軟引用更弱一些，被弱引用關(guān)聯(lián)的對(duì)象只能生存到下一次垃圾收集發(fā)生之前。提供 WeakReference 類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)軟引用。

一個(gè)對(duì)象是否有虛引用的存在，完全不會(huì)對(duì)其生存時(shí)間構(gòu)成影響，也無(wú)法通過(guò)虛引用來(lái)去的一個(gè)對(duì)象實(shí)例。為一個(gè)對(duì)象設(shè)置虛引用關(guān)聯(lián)的唯一目的就是能在這個(gè)對(duì)象被收集器回收時(shí)收到一個(gè)系統(tǒng)通知。提供 PhantomReference 類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)軟引用。

Java 7之基礎(chǔ) - 強(qiáng)引用、弱引用、軟引用、虛引用

Java垃圾回收機(jī)制與引用類(lèi)型

數(shù)組類(lèi)型不是類(lèi)，但數(shù)組實(shí)例是對(duì)象。這意味著，數(shù)組從 java.lang.Object 類(lèi)繼承了方法。數(shù)組實(shí)現(xiàn)了 Cloneable 接口，而且覆蓋了 clone( ) 方法，確保數(shù)組始終能被復(fù)制，而且 clone( ) 方法從不拋出 CloneNotSupportedException 異常。數(shù)組還實(shí)現(xiàn)了 Serializable 接口，所以只要數(shù)組中元素的類(lèi)型能被序列化，數(shù)組就能被序列化。而且，所有數(shù)組都有一個(gè)名為 length 的字段，這個(gè)字段的修飾符是 public final int，表示數(shù)組中元素的數(shù)量。

因?yàn)閿?shù)組擴(kuò)展自 Object 類(lèi)，而且實(shí)現(xiàn)了 Cloneable 和 Serializable 接口，所以任何數(shù)組類(lèi)型都能放大轉(zhuǎn)換成這三種類(lèi)型中的任何一種。而且，特定的數(shù)組類(lèi)型還能放大轉(zhuǎn)換成其他數(shù)組類(lèi)型。如果數(shù)組中的元素類(lèi)型是引用類(lèi)型 T，而且 T 能指定給類(lèi)型 S，那么數(shù)組類(lèi)型 T[ ] 就能指定給數(shù)組類(lèi)型 S[ ]。注意，基本類(lèi)型的數(shù)組不能放大轉(zhuǎn)換。例如，下述代碼展示了合法的數(shù)組放大轉(zhuǎn)換：

String[ ] arrayOfStrings;      // 創(chuàng)建字符串?dāng)?shù)組
int[ ][ ] arrayOfArraysOfInt;   // 創(chuàng)建int二維數(shù)組
Object[ ] oa = arrayOfStrings;// String可以指定給Object，因此String[ ]可以指定給Object[ ]
Comparable[ ] ca = arrayOfStrings;// String實(shí)現(xiàn)了Comparable接口,因此String[ ]可以視作Comparable[ ]
Object[ ] oa2 = arrayOfArraysOfInt;// int[ ]是Object類(lèi)的對(duì)象，因此int[ ][ ]可以指定給Object[ ]
// 所有數(shù)組都是可以復(fù)制和序列化的對(duì)象
Object o = arrayOfStrings;
Cloneable c = arrayOfArraysOfInt;
Serializable s = arrayOfArraysOfInt[0];

因?yàn)閿?shù)組類(lèi)型可以放大轉(zhuǎn)換成另一種數(shù)組類(lèi)型，所以編譯時(shí)和運(yùn)行時(shí)數(shù)組的類(lèi)型并不總是一樣。這種放大轉(zhuǎn)換叫作"數(shù)組協(xié)變"（array covariance）。

所以在某種意義上，集合框架比數(shù)組好用：

Object [] objectArray = new Long[1];
objectArray[0] = "I dont fit in"; //Throws ArrayStoreException

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