Java equals,hashcode

Terror·2024년 9월 17일

Equlas()

어떤 " 두 참조 변수의 값이 같은지,다른지 동등 여부"를 확인하는 것이 equals() 메서드 이다
대표적으로 String을 예시로 들 수 있다.

    public static void String_비교() {
        String s1 = new String("Hello");
        String s2 = new String("Hello");

        System.out.println(s1 == s2); // 주소 비교 false
        System.out.println(s1.equals(s2)); // 값 비교 true
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        String_비교();
    }

그렇다면 문자열이 아닌 클래스 자료형의 객체 데이터일 경우 equals() 메서드는 어떻게 다뤄질까?
" 비교할 대상이 객체라면 객체의 주소를 이용" 하여 비교한다
즉 객체 자체를 비교할때는 ==,equals() 나 둘이 동일하다고 생각하면 된다

package equlas_hashcode;

public class Person {
    private PersonId id;

    public Person(PersonId id) {
        this.id = id;
    }

    public static class PersonId {
        private long value;

        public PersonId(long value) {
            this.value = value;
        }
    }
}

    public static void 객체_비교() {
        Person.PersonId p1 = new Person.PersonId(1L);
        Person.PersonId p2 = new Person.PersonId(1L);
        Person person1 = new Person(p1);
        Person person2 = new Person(p2);

        System.out.println(person1 == person2);
        System.out.println(person1.equals(person2));
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        객체_비교();
    }

둘다 객체의 주소를 비교하기 때문에, false가 나오는 모습이다

Equals() 메서드 오버라이딩

잘 생각해보자
위의 person1,person2 각자 다른 힙메모리 영역에 저장되고있으니 서로의 객체 주소값을 비교하였을때 false가 나오는것은 당연하다
하지만 이는 컴퓨터적인 관점에서 바라보았을 때다
우리의 관점으로보면 둘다 Person 객체이고, 둘다 동일한 식별자값인 id 1을 가지고있지않은가 ?
이를 위해서 있는것이, equals() 메서드의 오버라이딩이다
그렇다면 이제 서로의 id의 값이 일치할때 동등하다는 사실을 알리게 오버라이딩 하여보자

package equlas_hashcode;

import java.util.Objects;

public class Person {
    private PersonId id;

    public Person(PersonId id) {
        this.id = id;
    }

    public static class PersonId {
        private long value;

        public PersonId(long value) {
            this.value = value;
        }

        @Override
        public boolean equals(Object o) {
            if (this == o) return true;
            if (!(o instanceof PersonId personId)) return false;
            return value == personId.value;
        }
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (!(o instanceof Person person)) return false;
        return Objects.equals(this.id, person.id);
    }
}

맨처음 Person 객체에있는 eqauls가 호출되고, PersonId에 있는 eqauls가 호출되는 방식이다

Objects class

Hashcode

hashcode 메서드는 "객체 주소 값"을 이용해서 해싱(hashing) 기법을 통해 "해시코드"를 만든후 반환한다
따라서 " 서로 다른 두 객체 같은 해시코드를 가질 수 없게된다
그래서 해시코드는 객체의 지문 이라고도 한다
즉 객체의 주소값으로 만든 고유번호 정도로 생각하면된다

    public static void 객체_해쉬코드_찍어보기() {
        Person.PersonId p1 = new Person.PersonId(1L);
        Person.PersonId p2 = new Person.PersonId(1L);
        Person person1 = new Person(p1);
        Person person2 = new Person(p2);

        System.out.println(person1.hashCode());
        System.out.println(person2.hashCode());
    }
    public static void main(String[] args) {
        객체_해쉬코드_찍어보기();
    }

hashcode를 까고들어가보면 native라는 이상한 모양을 하고있다
native 키워드가 들어간 메서드는 OS가 가지고있는 메서드이다
JVM에 공부해보았다면, JNI에 대해 들어본적이 있을 것이다
JNI는 C나 저수준의 언어로 작성된 native 코드를 JVM에 적재시키고 실행해주는 머신인데, 이 natvie코드중 하나가 hashCode() 이다
메서드안의 내용은 OS에 C언어로 작성되어 있어, 내용은 볼 수 없고 사용만 가능하다

HashCode 오버라이딩

HashCode를 오버라이딩 할때는 단독으로 오버라이딩 하는것이아닌, equlas() 메서드도 같이 재정의 해주어야한다는데
결론부터 말하면 hash 값을 사용하는 Collection Framework(HashSet, HashMap, HashTable)을 사용할때 문제가 발생하기 때문이다
먼저 equlas만 오버라이딩하였을떄 List,Set를 활용해서 값을 추가했을때를 확인해보자

List

    public static void 해쉬코드_오버라이딩안하고_리스트_사이즈_재보기() {
        List<Person> personList = new ArrayList<>();
        Person.PersonId p1 = new Person.PersonId(1L);
        Person.PersonId p2 = new Person.PersonId(1L);
        Person person1 = new Person(p1);
        Person person2 = new Person(p2);
        personList.add(person1);
        personList.add(person2);
        System.out.println(personList.size());
    }
    public static void main(String[] args) {
        해쉬코드_오버라이딩안하고_리스트_사이즈_재보기();
    }

당연히 2가 나오는 모습이다 그렇다면 이번엔 Set에 추가해보겠다

Set

    public static void 해쉬코드_오버라이딩안하고_세트_사이즈_재보기() {
        Set<Person> personList = new HashSet<>();
        Person.PersonId p1 = new Person.PersonId(1L);
        Person.PersonId p2 = new Person.PersonId(1L);
        Person person1 = new Person(p1);
        Person person2 = new Person(p2);
        personList.add(person1);
        personList.add(person2);
        System.out.println(personList.size());
    }    
    public static void main(String[] args) {
        해쉬코드_오버라이딩안하고_세트_사이즈_재보기();
    }

분명 동일한 식별자값을 주고, 우리는 서로의 식별자값이 동일하다면 같은 객체로 취급하기로 하였기때문에 Set에 1이 나올것 같았지만, 2가 덩그라니 찍히는 모습이다
person1,person2는 "논리적" 으로는 같을지라도, 서로의 해쉬코드가 다르기 때문에 Set에 들어가지는 모습이다

HashCode와 equals의 동작 순서

위처럼 동작되는 이유는 hash 값을 사용하는 Collection(HashMap,HashSet,HashTable)은 객체가 "논리적"으로 같은지 비교할 때 아래와 같은 과정을 거치기 때문이다
가장 먼저 Hashcode에 대해 비교하기 때문에, 다른객체로 판단되어서 바로 추가되는 모습이다

Equals,Hashcode 동시 재정의

package equlas_hashcode;

import java.util.Objects;

public class Person {
    private PersonId id;

    public Person(PersonId id) {
        this.id = id;
    }

    public static class PersonId {
        private long value;

        public PersonId(long value) {
            this.value = value;
        }

        @Override
        public boolean equals(Object o) {
            if (this == o) return true;
            if (!(o instanceof PersonId personId)) return false;
            return value == personId.value;
        }

        @Override
        public int hashCode() {
            return Objects.hash(value);
        }
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (!(o instanceof Person person)) return false;
        return Objects.equals(this.id, person.id);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(id);
    }
}

오버라이딩후 결과는 잘 나오는것을 확인 할 수 있다

여기서 숙지해야할것은, 우리가 만든 커스텀한 객체의값을 비교할떄, Set에 추가해야할때 eqauls,hashcode를 오버라이딩하였음을 인지 하여야한다.
자바에서 만들어놓은 객체 데이터를 적재할때는 문제가 되지 않는다

identityHashCode

hashCode() 메서드의 본래 목적은 객체의 주소값을 기반으로 해싱해서 숫자값을 반환하는 것이다, 이를 통해 객체가 같은지 같지 않은지 판별 할 수 있다
그런데 우리는 equlas(),hashcode()를 오버라이딩 함으로써, 객체의 필드값으로 해싱하게 되었다
만약 객체의 주소값을 해시코드로 얻어야하는 상황을 대비해 만들어진것이다

    public static void 해쉬코드_오버라이딩_했을때와_독립적인_해쉬코드_얻기() {
        Set<Person> personList = new HashSet<>();
        Person.PersonId p1 = new Person.PersonId(1L);
        Person.PersonId p2 = new Person.PersonId(1L);
        Person person1 = new Person(p1);
        Person person2 = new Person(p2);
        System.out.println("person1.hashCode() = " + person1.hashCode());
        System.out.println("person2.hashCode() = " + person2.hashCode());
        System.out.println("System.identityHashCode(person1) = " + System.identityHashCode(person1));
        System.out.println("System.identityHashCode(person2) = " + System.identityHashCode(person2));
    }
    public static void main(String[] args) {
        해쉬코드_오버라이딩_했을때와_독립적인_해쉬코드_얻기();
    }

한줄 요약

hashCode()는 객체의 주소값을 숫자로 변환시킨 모양이다
hashCode(),equlas()를 동시에 재정의 하라는것은, 개발자가 커스텀한 클래스를 만들고 그 클래스에서 중복되지않는 객체들을 Set를 통해서 넣으려고할때 hashCode()가 먼저비교되고, equlas()가 실행되어 동등성을 판단하기 떄문에 반드시 둘다 재정의 해줘야한다 (자바에서 미리만들어둔 데이터들에 대해서는 무관하다)
identityHashCode는 오버라이딩 하여 변형된 해쉬코드값이아닌, 실제 객체의 메모리 주소값을 해쉬코드로 바꾼 순수한 형태를 반환시켜준다