美团面试题：hashCode 和对象的内存地址有什么关系？
共 9648字，需浏览 20分钟
·
2021-06-27 13:57
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.
来源：https://urlify.cn/URzeua