equals의 단짝 친구 hashCode
해쉬코드는 HashMap 이나 HashSet 같은 컬렉션의 원소로 사용할 때 쓰이는 메서드이다. 특정한 객체를 해쉬코드(일정한 길이의 문자열)로 표현한다.
Object 명세엔 hashCode 에 관련한 규약이 정해져 있다.
1. equals 비교에 사용되는 정보가 변경되지 않았다면, 애플리케이션이 실행되는 동안 그 객체의 hashCode도 항상 같은 값을 반환해야 한다.
2. equals(Ojbect)가 두 객체를 같다고 판단했다면, 두 객체의 hashCode는 똑같은 값을 반환해야 한다.
3. equals(Object)가 두 객체를 다르다고 판단했더라도, 두 객체의 hashCode가 서로 다른 값을 반환할 필요는 없지만, 다른 값을 반환해야 해시테이블의 성능이 좋아진다.
hashCode 재정의를 잘 못했을 때 문제가 되는 것은 2번인데, 논리적으로 같은 객체(동등성)는 같은 해시코드를 반환해야 한다. 그러나 hashCode는 물리적으로 같은 메모리에 위치한 객체만 동일한 값이 나오기 때문에, 규약과 달리 서로 다른 값을 반환하게 된다.
이 때문에 잘 못된 hashCode를 가진 PhoneNumber객체는 다음과 같은 상황에서 오류가 발생할 수 있다.
Map<PhoneNumber, String> m = new HashMap<>();
m.put(new PhoneNumber(707, 867, 5309), "Jenny");
m.get(new PhoneNumber(707, 867, 5309)) // "Jenny"가 아닌 null이 나온다.
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좋은 해시코드를 작성하는 요령
해시코드는 인스턴스마다 다른 해시코드를 반환한다. 이상적인 해시 함수는 서로 다른 인스턴스들을 32비트 점수 범위에 균일하게 분배해야 한다.
좋은 hashCode를 작성하는 간단한 요령을 알아보자.
1.
int 변수 result를 선언한 후 값 c로 초기화한다. 이 때 c는 해당 객체의 첫 번째 핵심 필드를 단계 2.a 방식으로 계산한 해시코드다. (핵심필드는 equals에서 사용하는 필드와 동일해야 한다)
2.
나머지 핵심 필드 f 각각에 대해 다음 작업을 수행한다.
a.
해당 필드의 해시코드 c를 계산한다.
i.
기본 타입 필드라면 BoxingType.hashCode(f)를 수행한다.
ii.
참조 타입 필드면서 이 클래스의 equals 메서드가 이 필드의 equals 메서드를 재귀적으로 호출해 비교한다면, 이 필드의 hashCode를 재귀적으로 호출한다. 계산이 더 복잡해 진다면 필드의 표준형을 만들어 표준형의 hashCode를 호출한다. 필드의 값이 null이면 0을 사용한다.
iii.
필드가 배열이라면, 핵심 원소 각각을 별도 필드처럼 다룬다. 모든 원소가 핵심 원소라면 Arrays.hashCode를 사용한다.
b.
단계 2.a에서 계산한 해시코드 c로 result를 갱신한다. 코드로는 다음과 같다.
result = 31 * result + c
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3.
result를 반환한다.
다음은 예시이다.
// Typical hashCode method
@Override public int hashCode() {
int result = Short.hashCode(areaCode);
result = 31 * result + Short.hashCode(prefix);
result = 31 * result + Short.hashCode(lineNum);
return result;
}
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31을 곱하는 것은 필드를 곱하는 순서에 따라 result 값이 달라지게 해준다.
해시 충돌이 더욱 적은 방식이 필요하다면 구아바의 com.google.common.hash.Hashing 클래스를 참고할 수 있다.
Objects.hash();
위와 같은 해시함수를 비슷하게 구현해 놓은 Objects.hash 메서드가 있다. 성능이 민감하지 않은 상황에선 사용할 수 있다.
// One-line hashCode method - mediocre performance
@Override public int hashCode() {
return Objects.hash(lineNum, prefix, areaCode);
}
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해쉬값 캐싱
클래스가 불변이고 해시코드를 계산하는 비용이 크다면 해쉬코드를 캐싱하는 방법을 고려할 수 있다.
// hashCode method with lazily initialized cached hash code
private int hashCode; // Automatically initialized to 0
@Override public int hashCode() {
int result = hashCode;
if (result == 0) {
result = Short.hashCode(areaCode);
result = 31 * result + Short.hashCode(prefix);
result = 31 * result + Short.hashCode(lineNum);
hashCode = result;
}
return result;
}
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해시코드 생성시 주의사항
1.
성능을 높이기 위해 해시코드를 계산할 때 핵심 필드를 생략하면 안 된다. 해시코드의 분포를 고르게 나누어주는 효과가 있기 때문이다.
2.
hashCode가 반환하는 값의 생성 규칙을 API 사용자에게 자세히 공표하지 않는 것이 좋다. 그래야 클라이언트가 이 값에 의지하지 않고, 추후에 계산 방식을 바꿀 수 있다.
용어정리
한글명 | 영어명 |
공급 | provision |
관련시키다 | involve |
검색 | retrieval |
