==和equals的区别上折射的源码以及问题分析

本文通过两个变量使用==和equals方法的区别，通过源码以及jvm存储结构来分析来获取多个知识点。

先说结论：

一. 基本数据类型

==比较两个变量所对应的内存中所存储的数值是否相同，equals会报编译错误，即不能使用equals比较基本数据类型(当然包装类除外)

int a = 1;
int b = 1;
System.out.println(a == b); //true
//System.out.println(a.equals(b));    //编译报错

Integer c = 1;
Integer d = 1;
//System.out.println(c == d); //编译报错
System.out.println(c.equals(d));    //true

System.out.println(a == c); //true
System.out.println(c.equals(a));    //true

Integer e = 129;
Integer f = 129;
//System.out.println(e == f); //编译报错
System.out.println(e.equals(f));    //true

二. 引用数据类型

==用来比较两个对象存储在堆中的地址是否相同，euqals用来比较两个对象存储的内容是否相同。

Demo demo = new Demo();
Demo demo1 = new Demo();
System.out.println(demo == demo1);    //false
System.out.println(demo.equals(demo1));   //false
   
String a = "a";
String b = new String("a");
System.out.println(a == b); //false
System.out.println(a.equals(b));    //true

三. 问题及分析

1. 基本数据类型和引用数据类型在内存的存储位置？

简单来说，jvm在初始化时会为对象开辟内存空间，new出来的对象存储在堆内存的某一地址，而对应的引用存放在栈内存中，并指向该对象的堆内存地址，类似指针。

局部变量(方法里的变量)：

基本数据类型的变量名及值是放在JAVA虚拟机栈中;

引用数据类型的变量名为引用，new出的对象存放在堆内存地址中，引用指向此地址。

全局变量(成员变量)：

基本数据类型的变量名及值是放在堆中;

应用数据类型变量仍会存储在堆内存地址，该内存地址值指向所引用的对象，引用变量名和对象存储在相应堆内存中。

有一个例子：int[ ] a=new int[ ]{1,2}; 基本类型存储在数组中，而数组是在堆中开辟内存空间的，因此基本数据类型应该存储在堆中。

在比较时，引用数据类型比较地址值，但基本数据类型仍是比较数值。

2. 源码分析

在Object超类中，可以查看equals方法的源码，可以看出两个对象之间使用equals比较，是调用==来比较地址值

（但如果obj参数为空，往往会报空指针异常）

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

再查看子类如String类重写equals方法的源码。可以看出代码逻辑，string的equals比较，是先比较地址值，如果不同，先确定可变参数是否是字符串，如果不是就返回false，如果是再比较字符串的值是否相等。

public boolean equals(Object anObject) {
        //比较地址值，如果相同即返回true
        if (this == anObject) {
            return true;
        }
        //判断参数是否是String，如果是，再进行比较
        if (anObject instanceof String) {
            String anotherString = (String)anObject;
            int n = value.length;
            if (n == anotherString.value.length) {
                char v1[] = value;
                char v2[] = anotherString.value;
                int i = 0;
                while (n-- != 0) {
                    if (v1[i] != v2[i])
                        return false;
                    i++;
                }
                //两个参数的值相同即返回true
                return true;
            }
        }
        //两个参数地址值不同，两个string的值也不同，就返回false
        return false;
    }

其他如包装类Integer的equals方法等同理，可以查看源码。

3. hashcode相关

有一个比较经典的问题：两个对象的hashcode()相同，则equals()也一定为true？

Object类的源码：

//可以看出此方法是本地方法，简单来说是java调用其他语言访问底层代码库
public native int hashCode();

仍然查看String类重写后的源码 (其他同理)：

/**
  * 注解中有一行算法:
  * s[i]是字符串的第i个字符，n是字符串的长度，^表示求幂
  * s[0]*31^(n-1) + s[1]*31^(n-2) + ... + s[n-1]
  */
public class String{
    public int hashCode() {
        int h = hash;
        if (h == 0 && value.length > 0) {
            char val[] = value;
            for (int i = 0; i < value.length; i++) {
                h = 31 * h + val[i];
            }
            hash = h;
        }
        return h;
    }
}

假设两个string的equals结果为true，那么它们的hashCode值相同吗？

从equals源码可以看出，二者地址值相同，或字符串的值相同。地址相同还比较hashCode没有意义，而值相同再通过此算法比较也一定是相同的。所以equals=true，hashCode一定是相同的。

反过来如果hashcode()相同，则equals()是否为true？

否。很典型的问题就是HashMap中的hash冲突，比如对象A和B，A.equals(B)=false，但A和B的哈希码相等，此时会发生哈希冲突，A和B存放在HashMap内部数组的位置索引相同，这时HashMap会在该位置建立一个链表，将A和B串起来放在该位置。但这样不违反规则是允许的(当然，要尽量避免hash冲突)。

从上文中能折射出很多问题，

比如变量应该定义为局部变量还是全局变量？应该用哪个修饰符(特别是static和final)修饰？当然这个问题很简单，大部分变量我们都会定义为局部变量，方法执行完毕会被释放。

再比如Set集合中的元素是无序且不重复的，但要想保证元素不重复，应该依据什么来判断呢？

HashMap如何保证key不重复呢？