identityHashCode与偏向锁

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hashCode

我们知道在Java中，一切对象都继承自java.lang.Object类。这个类中有一个可继承的方法叫hashCode()。它在Object类中的方法签名是这样的：

public native int hashCode();

可以看到，如果一个对象不覆盖这个方法，那它会继承Object类的实现，是一个native的方法。这个时候，它会根据对象的内存地址返回哈希值。

所以我们运行下面这段代码会输出false:

public class HashCodeDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Object objectA = new Object();
        Object objectB = new Object();
        System.out.println(objectA.hashCode() == objectB.hashCode());
    }
}

有些对象需要根据对象的字段的内容来计算hash值，比如字符串String。本文不介绍如何复写一个hashCode()方法，有兴趣的可以自己去学习一下。

因为复写了hashCode()方法，所以以下代码会输出true：

public class HashCodeDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "yasin shaw";
        String s2 = "yasin shaw";
        System.out.println(s1.hashCode() == s2.hashCode());
    }
}

identityHashCode

那如果一个对象覆盖了hashCode方法，我们仍然想获得它的内存地址计算的Hash值，应该怎么办呢？

java.lang.System类提供了一个静态方法：

public static native int identityHashCode(Object x);

这里我们顺便涉及一下字符串的知识：

public class HashCodeDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "yasin shaw";
        String s2 = "yasin shaw";
        System.out.println(s1.hashCode() == s2.hashCode());
        System.out.println(System.identityHashCode(s1) == System.identityHashCode(s2)); 

        String s3 = new String("yasin shaw");
        String s4 = new String("yasin shaw");
        System.out.println(s3.hashCode() == s4.hashCode());
        System.out.println(System.identityHashCode(s3) == System.identityHashCode(s4)); 
    }
}

// 输出：
true
true
true
false

可以看到，s1, s2是在常量池里面的，所以它们的内存地址也会相等，所以调用identityHashCode方法会返回true。但s3, s4是在堆里面的，所以调用identityHashCode方法会返回false。

与偏向锁的关系？

通常情况下，我们称”以内存计算的HashCode的方式“为“identity hash code”。所以其实未覆盖Object类的hashCode()方法也被称为“identity hash code”。

一个类被加载的时候，hashCode是被存放在对象头里面的Mark Word里面的。在32位的JVM中，它会占25位；在64位的JVM中，它会占31位。

需要注意的是：这里说的hashCode仅仅指的是identity hash code。如果不是identity hash code，那它不会存储在对象头里。

每个Java对象都有对象头。如果是非数组类型，则用2个字宽来存储对象头，如果是数组，则会用3个字宽来存储对象头。在32位虚拟机中，一个字宽是32位；在64位虚拟机中，一个字宽是64位。对象头的内容如下表：

长度	内容	说明
32/64bit	Mark Word	存储对象的hashCode或锁信息等
32/64bit	Class Metadata Address	存储到对象类型数据的指针
32/64bit	Array length	数组的长度（如果是数组）

再来看看Mark Word的结构(无锁状态)：

32位：

25 bit	4 bit	1 bit	2 bit
hashCode	对象分代年龄	是否是偏向锁	锁标志位

64位：

25 bit	31 bit	1 bit	4 bit	1 bit	2 bit
未使用	hashCode	cms_free	对象分代年龄	是否是偏向锁	锁标志位

注意，这是“无锁状态”下。那如果有锁状态怎么办呢？我们知道，Java 6 以后，锁有三种，级别由低到高分别是：偏向锁、轻量级锁、重量级锁。

其中，轻量级锁和重量级锁都会在线程的栈里面创建一块专门的空间Displaced Mark Word，用于在获得锁的时候，复制“锁”的对象头里面的Mark Word内容，把当前的线程ID写进Mark Word；而在释放锁的时候，再从Displaced Mark Word复制回锁的Mark Word里面。

那偏向锁怎么办呢？

当一个对象已经计算过identity hash code，它就无法进入偏向锁状态；当一个对象当前正处于偏向锁状态，并且需要计算其identity hash code的话，则它的偏向锁会被撤销，并且锁会膨胀为重量级锁；

那什么时候对象会计算identity hash code呢？当然是当你调用未覆盖的Object.hashCode()方法或者System.identityHashCode(Object o)时候了。