每日5题Java面试系列(6)：基础篇（无参构造函数、equals与hashCode方法、Integer、为什么重写equals一定要重写HashCode方法）

原创已于 2025-08-11 10:25:51 修改 · 1k 阅读

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#java #面试 #开发语言

于 2025-08-10 23:53:26 首次发布

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系列介绍

欢迎来到"Java面试基础篇"系列！本系列旨在帮助Java开发者系统性地准备面试，每天精选5道经典面试题，涵盖Java基础、进阶、框架等各方面知识。坚持学习21天，助你面试通关！
历史面试题：
每日5题Java面试系列(1)
每日5题Java面试系列(2)
每日5题Java面试系列(3)
每日5题Java面试系列(4)
每日5题Java面试系列(5)

1. 为什么建议自定义一个无参构造函数

作为Java程序员，我认为无参构造函数的设计是类设计的重要考量点，其背后有深刻的工程实践意义：

核心原因分析：

框架兼容性：
• 反射机制(如Spring、Hibernate)通常依赖无参构造创建实例
• 序列化/反序列化(Jackson、Kryo)需要无参构造重建对象
• JPA规范要求实体类必须有无参构造
继承体系安全：
• 子类默认调用父类无参构造
• 若无则必须显式调用super(有参)，增加维护成本
• 典型案例：自定义异常类继承RuntimeException
设计模式适配：
• 工厂模式、原型模式等创建型模式通常需要无参构造
• 代理生成(CGLib)依赖无参构造实例化
不可变对象构建：
• 可通过无参构造+Builder模式实现灵活构建
• 例如：new User().setName("Alice").setAge(30)

实践建议：

// 推荐做法
public class Order {
    private Long id;
    private String number;
    
    // 显式声明无参构造(即使不公开)
    protected Order() {}
    
    // 业务构造方法
    public Order(Long id, String number) {
        this.id = id;
        this.number = number;
    }
}

特殊场景例外：
• 工具类(应私有化构造)

• 必须属性注入的领域对象(DDD聚合根)

• 明确不需要反射创建的类

2. 有了equals，为什么还需要hashCode方法

这个问题触及Java对象模型的核心契约，理解这点对设计高质量类至关重要：

本质区别：

维度	equals()	hashCode()
用途	逻辑相等比较	散列值计算
性能	O(n)复杂度(可能全量比较)	O(1)复杂度
契约	自反、对称、传递、一致	一致性(equals为true则必须相同)
应用场景	精确匹配	哈希表快速定位

深度解析：

哈希表工作原理：
• HashMap先通过hashCode定位桶，再用equals确认

• 良好的hashCode应均匀分布，减少碰撞
性能优化关键：
• 万级数据的HashSet.contains()比ArrayList快1000倍

• 不当的hashCode会导致哈希退化为链表
分布式系统影响：
• 分布式缓存(如Redis)可能依赖hashCode分片

• 不一致的hashCode导致数据路由错误

典型案例：

// 错误示范 - 导致HashMap无法正确工作
class Employee {
    String id;
    
    @Override
    public boolean equals(Object o) { /* 比较id */ }
    // 未重写hashCode
}

// 正确实现
@Override
public int hashCode() {
    return Objects.hash(id); // 保证相同id产生相同hash
}

3. Integer a1=100; Integer a2=100; a1==a2的运行结果及原因

这个问题考察对Java内存模型和自动装箱的深入理解：

运行结果： true

原理分析：

Integer缓存机制：
• Java对-128~127的Integer值进行缓存(IntegerCache)

• 自动装箱时优先返回缓存对象

字节码层面：

Integer a1 = Integer.valueOf(100); // 使用缓存
Integer a2 = Integer.valueOf(100); // 返回同一对象

JVM规范依据：
• JLS 5.1.7规定装箱值可以(但不必须)被缓存

• 实现优化：减少小整数对象创建

扩展知识：

缓存范围可配置：

-Djava.lang.Integer.IntegerCache.high=500

其他缓存类型：
• Byte, Short, Long: -128~127

• Character: 0~127

• Boolean: TRUE/FALSE常量
工程实践建议：
• 包装类型比较始终使用equals()

• 明确需要对象比较时使用new Integer()

• 性能敏感场景优先使用基本类型

4. 为什么重写equals()就一定要重写hashCode方法

这个问题涉及Java对象模型的根本契约，是设计不可变对象的关键：

技术契约要求：
根据Java规范(Object类文档)：

一致性：对象相等则hashCode必须相等
非反向：hashCode相等对象不一定相等
不变性：对象状态不变时hashCode应不变

违反后果示例：

Set<Student> students = new HashSet<>();
students.add(new Student(1, "Alice")); // hash=1001
students.contains(new Student(1, "Alice")); // 可能返回false
// 因为新对象hashCode不同，直接定位到错误哈希桶

深度分析：

哈希表工作原理：
• 操作流程：hashCode()定位桶 → equals()确认元素

• 不一致的hashCode导致元素"消失"
并发集合影响：
• ConcurrentHashMap的分段锁基于hashCode

• 不一致hashCode可能导致锁粒度异常
分布式系统扩展：
• 数据分片可能依赖hashCode

• 持久化到Redis等缓存时可能作为key

正确实现模式：

class Product {
    private String sku;
    private String name;
    
    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (!(o instanceof Product)) return false;
        Product p = (Product) o;
        return Objects.equals(sku, p.sku);
    }
    
    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(sku); // 保证与equals使用相同字段
    }
}

Lombok最佳实践：

@EqualsAndHashCode(onlyExplicitlyIncluded = true)
class OrderItem {
    @EqualsAndHashCode.Include
    private Long id;
    private Integer quantity;
    // 其他字段不参与equals/hashCode
}

这些原则在领域驱动设计(DDD)中尤为重要，因为实体对象的标识比较是领域模型的基础操作。