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Java语言中Object对象的hashCode()取值的底层算法是怎样实现的？

2024-08-04 20:14:37   209人阅读

      Java语言中，Object对象有个特殊的方法：hashcode(), hashcode()表示的是JVM虚拟机为这个Object对象分配的一个int类型的数值，JVM会使用对象的hashcode值来提高对HashMap、Hashtable哈希表存取对象的使用效率。

      关于Object对象的hashCode()返回值，网上对它就是一个简单的描述：“JVM根据某种策略生成的”，那么这种策略到底是什么呢？我有一个毛病，遇到这种含糊其辞的东西，就想探个究竟，所以，本文就将hashCode()本地方法的实现给扒出来，也给大家在了解hashCode()的过程中提供一点点帮助吧。

      本文将根据openJDK 7源码，向展示Java语言中的Object对象的hashCode() 生成的神秘面纱，我将一步一步地向读者介绍Java Object 的hashcode()方法到底底层调用了什么函数。为了更好地了解这个过程，你可以自己下载openJDK 7 源码，亲自查看和跟踪源码，了解hashCode()的生成过程：

         openJDK 7 下载地址1：http://download.java.net/openjdk/jdk7 （官网，下载速度较慢）

         openJDK 7 下载地址2 ：openjdk-7-fcs-src-b147-27_jun_2011.zip (csdn 网友提供的资源，很不错)

       

1.查看openJDK 关于 java.lang.Object类及其hashcode()方法的定义：

   进入openjdk\jdk\src\share\classes\java\lang目录下，可以看到 Object.java源码，打开，查看hashCode()的定义如下所示：

public native int hashCode();
   即该方法是一个本地方法，Java将调用本地方法库对此方法的实现。由于Object类中有JNI方法调用，按照JNI的规则，应当生成JNI 的头文件，在此目录下执行javah -jni java.lang.Object 指令，将生成一个java_lang_Object.h头文件，该头文件将在后面用到它

   java_lang_Object.h头文件关于hashcode方法的信息如下所示：

/*
 * Class:     java_lang_Object
 * Method:    hashCode
 * Signature: ()I
 */
JNIEXPORT jint JNICALL Java_java_lang_Object_hashCode
  (JNIEnv *, jobject);


2. Object对象的hashCode()方法在C语言文件Object.c中实现

  打开openjdk\jdk\src\share\native\java\lang\目录，查看Object.c文件，可以看到hashCode()的方法被注册成有JVM_IHashCode方法指针来处理：

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <limits.h>

#include "jni.h"
#include "jni_util.h"
#include "jvm.h"

#include "java_lang_Object.h"

static JNINativeMethod methods[] = {
    {"hashCode",    "()I",                    (void *)&JVM_IHashCode},//hashcode的方法指针JVM_IHashCode
    {"wait",        "(J)V",                   (void *)&JVM_MonitorWait},
    {"notify",      "()V",                    (void *)&JVM_MonitorNotify},
    {"notifyAll",   "()V",                    (void *)&JVM_MonitorNotifyAll},
    {"clone",       "()Ljava/lang/Object;",   (void *)&JVM_Clone},
};

JNIEXPORT void JNICALL
Java_java_lang_Object_registerNatives(JNIEnv *env, jclass cls)
{
    (*env)->RegisterNatives(env, cls,
                            methods, sizeof(methods)/sizeof(methods[0]));
}

JNIEXPORT jclass JNICALL
Java_java_lang_Object_getClass(JNIEnv *env, jobject this)
{
    if (this == NULL) {
        JNU_ThrowNullPointerException(env, NULL);
        return 0;
    } else {
        return (*env)->GetObjectClass(env, this);
    }
}

3.JVM_IHashCode方法指针在 openjdk\hotspot\src\share\vm\prims\jvm.cpp中定义，如下：

JVM_ENTRY(jint, JVM_IHashCode(JNIEnv* env, jobject handle))
  JVMWrapper("JVM_IHashCode");
  // as implemented in the classic virtual machine; return 0 if object is NULL
  return handle == NULL ? 0 : ObjectSynchronizer::FastHashCode (THREAD, JNIHandles::resolve_non_null(handle)) ;
JVM_END

  如上可以看出，JVM_IHashCode方法中调用了ObjectSynchronizer::FastHashCode方法

4. ObjectSynchronizer::fashHashCode方法的实现：

     ObjectSynchronizer::fashHashCode()方法在 openjdk\hotspot\src\share\vm\runtime\synchronizer.cpp 文件中实现，其核心代码实现如下所示：

// hashCode() generation :
//
// Possibilities:
// * MD5Digest of {obj,stwRandom}
// * CRC32 of {obj,stwRandom} or any linear-feedback shift register function.
// * A DES- or AES-style SBox[] mechanism
// * One of the Phi-based schemes, such as:
//   2654435761 = 2^32 * Phi (golden ratio)
//   HashCodeValue = http://www.mamicode.com/((uintptr_t(obj) >> 3) * 2654435761) ^ GVars.stwRandom ;>

   


       好了，经过上述如此复杂步骤，终于生成了我们的hashcode了，上述的代码是使用的C++实现的，我是看不懂啦，不过有一点可以确定：

           Java 中Object对象的hashcode()返回值一定不会是Object对象的内存地址这么简单！

       即hashcode()返回的不是对象在内存中的地址。











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