java Object的hashCode方法的计算逻辑分析

目录

1. 背景介绍2. 调用过程梳理java的object代码jvm的hashcode相关代码3. 关于hashcode值的大小4. 验证5. 总结

1. 背景介绍

在为重写hashcode方法的时候，看到hashcode打印出的数据像是一个地址值，很是好奇。

加之最近在研读jvm源码，特此一探究竟，看看在hotspot中hashcode究竟是如何实现的。

2. 调用过程梳理

java的object代码

public native int hashcode();

通过官产jdk的object.class的源码, 发现hashcode被native修饰. 因此这个方法应该是在jvm中通过c/c++实现

jvm的hashcode相关代码

首先观察object.java对应的object.c代码

// 文件路径: jdk\src\share\native\java\lang\object.cstatic jninativemethod methods[] = {    {"hashcode",    "()i",                    (void *)&jvm_世界现代史的开端ihashcode}, // 这个方法就是我们想看的hashcode方法    {"wait",        "(j)v",                   (void *)&jvm_monitorwait},    {"notify",      "()v",                    (void *)&jvm_monitornotify}广西省教育考试院,    {"notifyall",   "()v",                    (void *)&jvm_monitornotifyall},    {"clone",       "()ljava/lang/object;",   (void *)&jvm_clone},};

进一步进入到jvm.h文件中, 这个文件中包含了很多java调用native方法的接口

// hotspot\src\share\vm\prims\jvm.h/* * java.lang.object */jniexport jint jnicalljvm_ihashcode(jnienv *env, jobject obj); // 此时定了已hashcode方法的接口, 具体实现在jvm.cpp中

// hotspot\src\share\vm\prims\jvm.cpp// java.lang.object ///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)) ; // 如果object为null, 就返回0; 否则就调用objectsynchronizer::fasthashcodejvm_end

进入到objectsynchronizer::fasthashcode

// hotspot\src\share\vm\runtime\synchronizer.cppintptr_t objectsynchronizer::fasthashcode (thread * lf, oop obj) {// .... // 在fasthashcode方法中有一段关键代码: if (mark->is_neutral()) {     hash = mark->hash();    新警察的故事          // 首先通过对象的markword中取出hashcode     if (hash) {                       // 如果取调到了, 就直接返回       return hash;     }     hash = get_next_hash(lf, obj);  // 如果markword中没有设置hashcode, 则调用get_next_hash生成hashcode     temp = mark->cop西南石油大学排名y_t_hash(hash); // 生成的hashcode设置到markword中     // u (machine word version) atomic operation to install the hash     test = (markoop) atomic::cmpxchg_ptr(temp, obj->mark_addr(), mark);     if (test == mark) {       return hash;     } }// ....}

生成hashcode的方法get_next_hash, 可以支持通过参数配置不同的生成hashcode策略

// hotspot\src\share\vm\runtime\synchronizer.cppstatic inline intptr_t get_next_hash(thread * lf, oop obj) {  intptr_t value = 0 ;  // 一共支持6中生成hashcode策略, 默认策略值是5  if (hashcode == 0) {  // 策略1: 直接通过随机数生成     value = os::random() ;  } el if (hashcode == 1) {     // 策略2: 通过object地址和随机数运算生成     intptr_t addrbits = cast_from_oop<intptr_t>(obj) >> 3 ;     value = addrbits ^ (addrbits >> 5) ^ gvars.stwrandom ;  } el if (hashcode == 2) {  // 策略3: 永远返回1, 用于测试     value = 1 ;            // for nsitivity testing  } el if (hashcode == 3) {  // 策略4: 返回一个全局递增的序列数     value = ++gvars.hcquence ;  } el if (hashcode == 4) {  // 策略5: 直接采用object的地址值     value = cast_from_oop<intptr_t>(obj) ;  } el {     // 策略6: 通过在每个线程中的四个变量: _hashstatex, _hashstatey, _hashstatez, _hashstatew     // 组合运算出hashcode值, 根据计算结果同步修改这个四个值     unsigned t = lf->_hashstatex ;     t ^= (t << 11) ;     lf->_hashstatex = lf->_hashstatey ;     lf->_hashstatey = lf->_hashstatez ;     lf->_hashstatez = lf->_hashstatew ;     unsigned v = lf->_hashstatew ;     v = (v ^ (v >> 19)) ^ (t ^ (t >> 8)) ;     lf->_hashstatew = v ;     value = v ;  }  value &= markoopdesc::hash_mask; // 通过hashcode的mask获得最终的hashcode值  if (value == 0) value = 0xbad珍惜时间议论文 ;  asrt (value != markoopdesc::no_hash, "invariant") ;  tevent (hashcode: generate) ;  return value;}

3. 关于hashcode值的大小

前面以及提交到hashcode生成后, 是存储在markword中, 我们在深入看一下这个markword

// hotspot\src\share\vm\oops\markoop.hppclass markoopdesc: public oopdesc { private:  // conversion  uintptr_t value() const { return (uintptr_t) this; } public:  // constants  enum { age_bits                 = 4,         lock_bits                = 2,         biad_lock_bits         = 1,         max_hash_bits            = bitsperword - age_bits - lock_bits - biad_lock_bits,         hash_bits                = max_hash_bits > 31 ? 31 : max_hash_bits, // 通过这个定义可知, hashcode可占用31位bit. 在32位jvm中,  hashcode占用25位         cms_bits                 = lp64_only(1) not_lp64(0),         epoch_bits               = 2  };  }

4. 验证

package test;/*** * 可以通过系列参数指定hashcode生成策略 * -xx:hashcode=2 */public class testhashcode {    public static void main(string[] args) {        object obj1 = new object();        object obj2 = new object();        system.out.println(obj1.hashcode());        system.out.println(obj2.hashcode());    }}

通过-xx:hashcode=2这种形式, 可以验证上述的5中hashcode生成策略

5. 总结

在64位jvm中, hashcode最大占用31个bit; 32位jvm中, hashcode最大占用25个bit

hashcode一共有六种生成策略

序号hashcode策略值描述10直接通过随机数生成21通过object地址和随机数运算生成32永远返回1, 用于测试43返回一个全局递增的序列数54直接采用object的地址值6其他通过在每个线程中的四个变量: _hashstatex, _hashstatey, _hashstatez, _hashstatew 组合运算出hashcode值, 根据计算结果后修改这个四个值

默认策略采用策略6, 在globals.hpp文件中定义

  product(intx, hashcode, 5,                                                \          "(unstable) lect hashcode generation algorithm")  

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持www.887551.com。