[Java] equals()를 재정의 하려거든 hashCode()도 재정의 해야 하는이유

들어가기 전에

자바에서는 equals를 재정의하려거든 hashCode도 재정의해라 라는 말이 있습니다. 그렇지 않으면 hashCode 일반 규약을 어기게 되어 해당 클래스의 인스턴스를 HashMap이나 HashSet과 같은 컬렉션의 원소로 사용할 때 문제를 일으킨다고 합니다.

왜그럴까요? 먼저 Object 명세에서 발췌한 규약부터 알아보겠습니다.

 

 

Object 명세에서 발췌한 규약

• equals 비교에 사용되는 정보가 변경되지 않았다면, 애플리케이션이 실행되는 동안 그 객체의 hashCode 메소드는 몇 번을 호출해도 일관되게 항상 같은 값을 반환해야 합니다. 단, 애플리케이션을 다시 실행한다면 이 값이 달라져도 상관없습니다.
• equals(Object)가 두 객체를 같다고 판단했다면, 두 객체의 hashCode는 똑같은 값을 반환해야 합니다.
• equals(Object)가 두 객체를 다르다고 판단했더라도, 두 객체의 hashCode가 서로 다른 값을 반환할 필요는 없습니다. 단, 다른 객체에 대해서는 다른 값을 반환해야 해시테이블의 성능이 좋아집니다.

 

위의 규약을 보면 대략적으로 어떻게 equals와 hashCode를 재정의해야 할 지 알 수 있습니다.

아래의 예제 코드를 보면서 좀 더 자세히 알아보겠습니다.

public class PhoneNumber {
    int number1;
    int number2;
    int number3;

    public PhoneNumber(int number1, int number2, int number3) {
        this.number1 = number1;
        this.number2 = number2;
        this.number3 = number3;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Map<PhoneNumber, String> m = new HashMap<>();
        m.put(new PhoneNumber(100, 1001, 1002), "Gyunny");
        System.out.println(m.get(new PhoneNumber(100, 1001, 1002)));
    }
}

위 코드의 결과는 무엇이 나올까요? 정답은 null이 나오게 됩니다. 이유가 무엇일까요?

위와 같이 equals(), hashCode()를 재정의하지 않으면 어떤 클래스의 메소드를 사용하게 될까요? 바로 ! Object 클래스를 메소드를 사용하게 됩니다.

public class Object {

    public native int hashCode();

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

Object 클래스의 메소드는 위와 같습니다.

• hashCode()를 보면 native가 붙어있는데 JVM이 내부적으로 메모리 주소를 이용해서 해시코드를 만드는 것 같습니다.
• equals() 메소드는 == 연산자를 이용합니다. 즉, 주소값이 같으면 true, 다르면 false를 반환하게 됩니다.

 

HashMap, HashSet에서는 equals(), hashCode()를 사용하기 때문에 재정의를 하지 않았다면 위와 같은 문제가 발생할 수 있습니다.

물리적으로는 다르지만, 논리적으로 같은 객체임에도 key를 인식하지 못하고 null을 반환하는 문제입니다.

즉, String pool을 이용한다던지, 같은 메모리 주소를 사용하는 객체만 같은 객체로 인식을 할 것이고 같은 해시코드를 반환하게 될 것입니다.

 

 

 

equals()는 재정의하고 hashCode()는 재정의하지 않는다면?

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class PhoneNumber {
    int number1;
    int number2;
    int number3;

    public PhoneNumber(int number1, int number2, int number3) {
        this.number1 = number1;
        this.number2 = number2;
        this.number3 = number3;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        PhoneNumber that = (PhoneNumber) o;
        return number1 == that.number1 &&
                number2 == that.number2 &&
                number3 == that.number3;
    }

//    @Override
//    public int hashCode() {
//        return Objects.hash(number1, number2, number3);
//    }

    public static void main(String[] args) {
        Map<PhoneNumber, String> m = new HashMap<>();
        m.put(new PhoneNumber(100, 1001, 1002), "Gyunny");
        System.out.println(m.get(new PhoneNumber(100, 1001, 1002)));
    }
}

위의 코드에서 equals()는 재정의하고 hashCode()는 재정의하지 않았습니다. 이러면 어떻게 될까요? 물리적으로는 다르지만, 논리적으로 같은 객체를 equals() 메소드를 사용하면 true가 나올 것입니다.

 

그러나 물리적으로는 다르기 때문에 hashCode()는 Object 클래스 메소드를 사용해 다른 값이 나올 것입니다. 즉, 논리적으로 같다고 정의한 객체임에도 불구하고 해시코드 값이 달라 다른 버킷에 저장될 수 있다는 것입니다. 논리적으로 맞지 않는 상황이 생기기 때문에 반드시 equals()를 재정의하려거든 hashCode()도 재정의하라고 하는 것입니다.

 

 

참고하기

• Effective Java Item11