美团面试题：hashCode 和对象的内存地址有什么关系？

末蓝、 2022-09-02 14:46 40阅读 0赞

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来自： juejin.cn/post/6971946031764209678

先看一个最简单的打印

System.out.println(new Object());

会输出该类的全限定类名和一串字符串：

java.lang.Object@6659c656

`@`符号后面的是什么？是 hashcode 还是对象的内存地址？还是其他的什么值？

其实`@`后面的只是对象的 hashcode 值，16进制展示的 hashcode 而已，来验证一下：

Object o = new Object();
    int hashcode = o.hashCode();
    // toString
    System.out.println(o);
    // hashcode 十六进制
    System.out.println(Integer.toHexString(hashcode));
    // hashcode
    System.out.println(hashcode);
    // 这个方法，也是获取对象的 hashcode；不过和 Object.hashcode 不同的是，该方法会无视重写的hashcode
    System.out.println(System.identityHashCode(o));

输出结果：

java.lang.Object@6659c656
    6659c656
    1717159510
    1717159510

那对象的 hashcode 到底是怎么生成的呢？真的就是内存地址吗？

本文内容基于 JAVA 8 HotSpot

## hashCode 的生成逻辑 ##

JVM 里生成 hashCode 的逻辑并没有那么简单，它提供了好几种策略，每种策略的生成结果都不同。

来看一下 openjdk 源码里生成 hashCode 的核心方法：

static inline intptr_t get_next_hash(Thread * Self, oop obj) {
      intptr_t value = 0 ;
      if (hashCode == 0) {
         // This form uses an unguarded global Park-Miller RNG,
         // so it's possible for two threads to race and generate the same RNG.
         // On MP system we'll have lots of RW access to a global, so the
         // mechanism induces lots of coherency traffic.
         value = os::random() ;
      } else
      if (hashCode == 1) {
         // This variation has the property of being stable (idempotent)
         // between STW operations.  This can be useful in some of the 1-0
         // synchronization schemes.
         intptr_t addrBits = intptr_t(obj) >> 3 ;
         value = addrBits ^ (addrBits >> 5) ^ GVars.stwRandom ;
      } else
      if (hashCode == 2) {
         value = 1 ;            // for sensitivity testing
      } else
      if (hashCode == 3) {
         value = ++GVars.hcSequence ;
      } else
      if (hashCode == 4) {
         value = intptr_t(obj) ;
      } else {
         // Marsaglia's xor-shift scheme with thread-specific state
         // This is probably the best overall implementation -- we'll
         // likely make this the default in future releases.
         unsigned t = Self->_hashStateX ;
         t ^= (t << 11) ;
         Self->_hashStateX = Self->_hashStateY ;
         Self->_hashStateY = Self->_hashStateZ ;
         Self->_hashStateZ = Self->_hashStateW ;
         unsigned v = Self->_hashStateW ;
         v = (v ^ (v >> 19)) ^ (t ^ (t >> 8)) ;
         Self->_hashStateW = v ;
         value = v ;
      }
    
      value &= markOopDesc::hash_mask;
      if (value == 0) value = 0xBAD ;
      assert (value != markOopDesc::no_hash, "invariant") ;
      TEVENT (hashCode: GENERATE) ;
      return value;
    }

从源码里可以发现，生成策略是由一个 `hashCode` 的全局变量控制的，默认为5；而这个变量的定义在另一个头文件里：

product(intx, hashCode, 5,                                            
             "(Unstable) select hashCode generation algorithm" )

源码里很清楚了……（非稳定）选择 hashCode 生成的算法，而且这里的定义，是可以由 jvm 启动参数来控制的，先来确认下默认值：

java -XX:+PrintFlagsFinal -version | grep hashCode
    
    intx hashCode                                  = 5                                   {product}
    openjdk version "1.8.0_282"
    OpenJDK Runtime Environment (AdoptOpenJDK)(build 1.8.0_282-b08)
    OpenJDK 64-Bit Server VM (AdoptOpenJDK)(build 25.282-b08, mixed mode)

所以我们可以通过 jvm 的启动参数来配置不同的 hashcode 生成算法，测试不同算法下的生成结果：

-XX:hashCode=N

现在来看看，每种 hashcode 生成算法的不同表现。

### 第 0 种算法 ###

if (hashCode == 0) {
         // This form uses an unguarded global Park-Miller RNG,
         // so it's possible for two threads to race and generate the same RNG.
         // On MP system we'll have lots of RW access to a global, so the
         // mechanism induces lots of coherency traffic.
         value = os::random();
      }

这种生成算法，使用的一种Park-Miller RNG的随机数生成策略。不过需要注意的是……这个随机算法在高并发的时候会出现自旋等待

### 第 1 种算法 ###

if (hashCode == 1) {
        // This variation has the property of being stable (idempotent)
        // between STW operations.  This can be useful in some of the 1-0
        // synchronization schemes.
        intptr_t addrBits = intptr_t(obj) >> 3 ;
        value = addrBits ^ (addrBits >> 5) ^ GVars.stwRandom ;
    }

这个算法，真的是对象的内存地址了，直接获取对象的 `intptr_t` 类型指针

### 第 2 种算法 ###

if (hashCode == 2) {
        value = 1 ;            // for sensitivity testing
    }

这个就不用解释了……固定返回 1，应该是用于内部的测试场景。

有兴趣的同学，可以试试`-XX:hashCode=2`来开启这个算法，看看 hashCode 结果是不是都变成 1 了。

### 第 3 种算法 ###

if (hashCode == 3) {
        value = ++GVars.hcSequence ;
    }

这个算法也很简单，自增嘛，所有对象的 hashCode 都使用这一个自增变量。来试试效果：

System.out.println(new Object());
    System.out.println(new Object());
    System.out.println(new Object());
    System.out.println(new Object());
    System.out.println(new Object());
    System.out.println(new Object());
    
    //output
    java.lang.Object@144
    java.lang.Object@145
    java.lang.Object@146
    java.lang.Object@147
    java.lang.Object@148
    java.lang.Object@149

果然是自增的……有点意思

### 第 4 种算法 ###

if (hashCode == 4) {
        value = intptr_t(obj) ;
    }

这里和第 1 种算法其实区别不大，都是返回对象地址，只是第 1 种算法是一个变体。

### 第 5 种算法 ###

最后一种，也是默认的生成算法，hashCode 配置不等于 0/1/2/3/4 时使用该算法：

else {
         // Marsaglia's xor-shift scheme with thread-specific state
         // This is probably the best overall implementation -- we'll
         // likely make this the default in future releases.
         unsigned t = Self->_hashStateX ;
         t ^= (t << 11) ;
         Self->_hashStateX = Self->_hashStateY ;
         Self->_hashStateY = Self->_hashStateZ ;
         Self->_hashStateZ = Self->_hashStateW ;
         unsigned v = Self->_hashStateW ;
         v = (v ^ (v >> 19)) ^ (t ^ (t >> 8)) ;
         Self->_hashStateW = v ;
         value = v ;
      }

这里是通过当前状态值进行异或（XOR）运算得到的一个 hash 值，相比前面的自增算法和随机算法来说效率更高，但重复率应该也会相对增高，不过 hashCode 重复又有什么关系呢……

本来 jvm 就不保证这个值一定不重复，像 HashMap 里的链地址法就是解决 hash 冲突用的.

<END>

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