一、引用相等性與對象相等性

1. 引用相等性

引用到堆上同一個對象的兩個引用是相等的，這就是引用的相等性。

如果想要知道兩個引用是否相等，可以使用==來比較變數上的位元組組合，如果引用到相同的對象，位元組組合也會一樣：

if (foo == bar){
    // 兩個引用都指向同一個對象
}

2. 對象相等性

堆上的兩個不同對象在意義上是相同的，這就是對象的相等性。

兩個對象相等的條件是它們的hashCode相等，而且調用以另一個對象為參數的equals時返回true：

if (foo.equals(bar) && foo.hashCode() == bar.hashCode()) {
    // 兩個引用指向同一個對象或者兩個對象是相等的 
}

我們知道所有的類都繼承自Object類，而Object類預設的equals方法是使用==進行比較：

public boolean equals(Object obj) {
    return (this == obj);
}

Object類的hashCode函數：

public native int hashCode();

是一個native函數，而且返回值類型是整形；實際上，該native方法將對象在記憶體中的地址作為哈希碼返回，可以保證不同對象的返回值不同。

因此，要比較兩個對象的相等性，首先需要重寫equals和hashCode方法。

二、equals()與hashCode()的規範與關係

1. equals()方法

JDK中說明瞭實現equals()方法應該遵守的約定：

1）自反性：x.equals(x)必須返回true。

2）對稱性：x.equals(y)與y.equals(x)的返回值必須相等。

3）傳遞性：x.equals(y)為true，y.equals(z)也為true，那麼x.equals(z)必須為true。

4）一致性：如果對象x和y在equals()中使用的信息都沒有改變，那麼x.equals(y)值始終不變。

5）非null：x不是null，y為null，則x.equals(y)必須為false。

2. hashCode()方法

JDK中對hashCode()方法的作用，以及實現時的註意事項做了說明：

1）hashCode()在哈希表中起作用，如java.util.HashMap。

2）如果對象在equals()中使用的信息都沒有改變，那麼hashCode()值始終不變。

3）如果兩個對象使用equals()方法判斷為相等，則hashCode()方法也應該相等。

4）如果兩個對象使用equals()方法判斷為不相等，則不要求hashCode()也必須不相等；但是開發人員應該認識到，不相等的對象產生不相同的hashCode可以提高哈希表的性能。

3. equals()與hashCode()的關係

通過上面兩點我們可以推出結論，如果有兩個對象a，b，如果有：

a.equals(b)，則a.hashCode() == b.hashCode()為真，即兩個值相等的對象，他們的hashCode一定相等。

反過來則不一定成立。

實際上在Java中，要證明兩個對象值相等，只要a.equals(b)為true就可以了。

三、hashCode的作用

總的來說，hashCode()在哈希表中起作用，如HashSet、HashMap等。

當我們向哈希表(如HashSet、HashMap等)中添加對象object時，首先調用hashCode()方法計算object的哈希碼，通過哈希碼可以直接定位object在哈希表中的位置(一般是哈希碼對哈希表大小取餘)。如果該位置沒有對象，可以直接將object插入該位置；如果該位置有對象(可能有多個，通過鏈表實現)，則調用equals()方法比較這些對象與object是否相等，如果相等，則不需要保存object；如果不相等，則將該對象加入到鏈表中。

這也就解釋了為什麼equals()相等，則hashCode()必須相等。如果兩個對象equals()相等，則它們在哈希表(如HashSet、HashMap等)中只應該出現一次；如果hashCode()不相等，那麼它們會被散列到哈希表的不同位置，哈希表中出現了不止一次。

實際上，在JVM中，載入的對象在記憶體中包括三部分：對象頭、實例數據、填充。其中，對象頭包括指向對象所屬類型的指針和MarkWord，而MarkWord中除了包含對象的GC分代年齡信息、加鎖狀態信息外，還包括了對象的hashcode；對象實例數據是對象真正存儲的有效信息；填充部分僅起到占位符的作用, 原因是HotSpot要求對象起始地址必須是8位元組的整數倍。

四、參考

1. 《Head First Java(第二版)》

2. 詳解equals()方法和hashCode()方法