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　　为什么重写 equals 方法时必须同时重写 hashCode 方法？

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　　本文探讨了 Java 中 `hashCode` 方法的作用及其与 `equals` 方法的关系，解释了为什么重写 `equals` 方法时必须同时重写 `hashCode` 方法，并提供了如何正确重写 `hashCode` 方法的示例。

　　本文由 Java 中常见的面试题「为什么重写equals方法时必须同时重写hashCode方法？」所引出。渐进式探讨关于hashCode的三个问题：hashCode方法的作用以及hashCode方法与equals方法的关系？为什么重写equals方法时必须同时重写hashCode方法？以及如何重写hashCode方法？

　　我们知道，Java 中Object类是所有类的父类，而hashCode是Object类中定义的方法，所以每个类都会默认拥有一个hashCode方法。

　　可以看到，hashCode方法用于生成一个整数，其是一个原生方法且使用@IntrinsicCandidate注解修饰，表示其实现完全依赖于 JVM，不同的 JVM 可能有不同的实现，常见的实现有使用伪随机数等。

　　为什么Object类中要定义一个hashCode方法呢？此外我们还注意到，equals方法同样被定义在Object类中，这两个方法之间有什么关系呢？

　　哈希表是存储键值（Key Value）对数据的一种数据结构。其通过将键映射到表中一个位置来访问数据，以加快查找速度，这个映射函数即被称为哈希函数（Hash Function）。Java 中的HashSet、Hashtable与HashMap均使用了哈希表。

　　假定我们想实现一个Set，其存放的数据是不允许重复的，如果不借助哈希表，应该怎么来实现呢？

　　我们能想到的一个办法是：当一个对象要被存入Set时，调用其equals方法与Set中的已有对象逐个进行比较，只有其与所有已有对象都不 Equal 时才可将其存入Set。而一般来说，equals方法的实现都比较重，需要将对象中的各个关键字段逐个进行比较，这在存放的对象特别多的时候效率会非常低下。

　　而如果借助哈希表来实现呢？我们知道 Java 中HashSet是借用HashMap来实现的，HashMap是怎么在添加记录的时候提升效率的呢？

　　可以看到，借助哈希表实现去重集合的话，因首先会判断哈希值是否相等，只有不相等时才会调用equals方法，所以只要哈希算法足够好，就会省去很多equals方法的调用。

　　此外，哈希算法选用得当的话（理想的哈希算法是针对不同的对象，生成的哈希值可以均匀分布在整个int区间上，现实中是越接近越好），哈希表的检索效率会非常高，没有一次哈希冲突的话，检索记录的时间复杂度为O(1)；最坏情况，hashCode全部相等，存储结构完全变成了一个链表，那么检索记录的时间复杂度会变为O(N)。

　　总结该部分，我们可以看到：hashCode一般与equals一起使用，两个对象作「相等」比较时，因判断hashCode是判断equals的先决条件，所以两者使用必须遵循一定的约束。hashCode方法的注释上即说明了其与equals方法一起使用时需要遵循的三个通用约定：

　　知道了hashCode方法的作用以及hashCode方法与equals方法的关系后，下面探讨一下为什么重写equals方法时必须同时重写hashCode方法。

　　上面介绍了hashCode方法注释上列出的三个通用约定，equals方法的注释上也有这么一句话：「每当重写equals方法时，都需要重写hashCode方法，这样才没有破坏hashCode方法的通用约定，即：两个对象为 Equal 的话（调用equals方法为true）， 那么这两个对象分别调用hashCode方法也需要返回相同的哈希值」。

　　所以只重写equals方法不重写hashCode方法的话，可能会造成两个对象调用equals方法为true，而hashCode值不同的情形，这样即可能造成异常的行为。

　　若不重写User类的hashCode与equals方法的话，则会使用Object类定义的默认实现，即：hashCode是 JVM 生成的一个伪随机数，equals比较的是两个引用的地址。

　　该算法公式借用了 JDK 中「String.hashCode()」的实现逻辑，即：按属性依次计算哈希结果，当前属性的哈希结果为上一个属性的哈希结果乘以31并加上当前属性的哈希值（currentVal = 31 * previousVal + hash(currentPropertity)），直至所有属性计算完毕，最终的结果即为对象的哈希值。至于为什么要乘以31呢？原因是在于：其是一个奇素数，可以更好的保留信息，若是偶数的话，乘一个偶数相当于移位，超出的话会丢失信息；此外乘以31会被现代虚拟机优化为移位和减法来实现（31 * i == (i 5) - i），非常的高效。此外还可以直接调用Objects.hash(prop1, prop2, prop3, ...)来获取一个哈希值。

　　重写equals方法的逻辑非常简单，即：判断是否为User对象且所有字段是否一致。