equals()와 hashCode()

java를 공부하시거나 업무를 수행하시는 분들은 이 두 함수가 매우 낯이 익을겁니다. 하지만 개인적으로 느끼기에 너무도 흔하기에 오히려 제대로 알기 어려운 부분인듯 하여, 이번에 이 두 함수의 차이점을 다시한번 짚어보며, 최대한 자세하게 알아볼까 합니다.

equals()와 hashCode()는 무엇일까?

equals() 메소드는 비교 대상인 두 객체가 서로 같은지를 비교할 때 사용합니다. 이 메소드는 두 객체의 내용이 같은지를 확인하여 같음과 다름의 여부를 반환합니다. 즉, 동일하다면, true를 리턴하고 그렇지 않다면 false를 리턴하죠. 일반적으로는 클래스의 모든 필드를 비교하는 방식으로 해당 메소드를 구현합니다.

 

hashCode() 메소드는 객체를 식별하는데 사용합니다. 이 메소드는 정수 값으로 이루어진 객체의 해시 코드를 반환하며, 그 값은 객체의 내용을 기반으로 생성됩니다. 해시코드를 활용하면 객체를 빠르게 검색하고 비교할 수 있습니다. 그러나 경우에 따라 두 개의 다른 객체가 동일한 해시 코드를 가질 수 있으므로 해시 코드만으로는 절대적으로 두 객체가 동등한지 여부를 결정할 수 없습니다. 따라서, hashCode() 메소드를 구현할 때는 euqals() 메소드와 일치하도록 구현하는 것이 좋습니다.

 

equals()와 hashCode()은 언제 사용할까?

Java 에서는 해시 기반 컬렉션 프레임워크(해시맵과 같은 컬렉션)에서 객체를 검색하는 데 hashCode()를 사용합니다. 이 컬렉션에서 객체를 저장하거나 검색하기 전에, hashCode()를 호출하여 객체의 해시 코드를 가져옵니다. 그런 다음 해당 해시 코드를 가진 버킷에 객체를 저장합니다. 이를 퉁해 컬렉션에서 객체를 빠르게 검색할 수 있습니다. 동등한 객체를 동일한 버킷에 저장해야 하기 때문에, hashCode() 메소드를 구현할 때는 equals() 메소드와 일치하도록 구현하는 것이 좋습니다.

 

그렇다면, equals와 hashcode간의 관계는 무엇일까?

equals()와 hashCode()는 동일한 값을 리턴해야 합니다. 즉 아래와 같은 특성이 보장되어야 합니다.

a.equals(b); // true
b.equals(a); // true

만약 위의 특성이 보장되면 두 객체의 hashcode가 동일하다는 것이 보장됩니다.

a.haseCode() == b.hashCode() //true

그러나 두 객체의 hashCode()가 동일하다고 꼭 두 객체의 equals() 메소드가 항상 true가 보장되는 것은 아닙니다. 즉, 위에서 언급했듯이 a와 b 객체가 동일하지 않아도 가끔 hashCode가 동일할때가 있다는 거죠.

그래서 hashMap과 같은 해시 기반 컬렉션에서는 put과 get 같은 함수를 사용할 때 hashCode를 비교하여 동일여부를 판단하고 만약 동일하다면 2차로 equals()를 통해 동일 여부를 판단하여 나머지 연산을 수행합니다.

그런데, hashCode가 동일함에도 불구하고, equals를 통과하지 못하는 경우가 있는데요. 이걸 '해시 충돌'이라고 합니다.

 

해시 충돌(hash Collision)

해시 충돌은 위에서 언급했듯이 서로 다른 객체가 동일한 해시 코드를 갖는 경우입니다. 해시 함수의 출력 범위보다 입력 범위가 더 넓기 때문에, 해시 충돌은 불가피합니다. (정수의 조합 범위와 문자열의 조합 범위의 규모의 차이가 얼마나 나는지를 상상해보시면 될 것 같네요.)

만약에 해시 충돌이 발생했을 때는 어떻게 해야 할까요? 충돌을 해결하기 위한 방법 중 하나는 Chaining 입니다. 이 방법은 해시 테이블의 각 슬롯에 대해 연결 리스트를 유지하고, 동일한 해시 코드를 가진 객체는 해당 슬롯의 연결 리스트에 추가하는 것입니다. 따라서, 같은 해시 코드를 가진 객체가 있더라도 연결 리스트를 통해 모든 객체를 접근할 수 있습니다.

또 하나는 Open Addressing 입니다. 선형 탐사나 이차 탐사, 랜덤 탐사 등 다양한 방식으로 충돌이 발생한 슬롯 대신에 다른 슬롯을 찾아 저장하는 방법입니다.

 

요약

이상으로, hashCode와 equals라는 두 개의 함수에 대해 다시 한번 짚어보았습니다.

최대한 요약하자면, hashCode와 equals는 결국 비교하고자 하는 객체의 동등성을 보장하기 위한 함수였고, 이 특징을 활용하여 해시 맵과 같은 해시 기반의 컬렉션 내부에 활용되고 있습니다.

 

추가로 결제 도메인에 대한 관심이 커져, 외부 활동으로 우연히 알게 된 프런트엔드 개발자분들과 협업을 하며, 사이드 프로젝트를 진행하고 있습니다.
아직 부족하지만 많은 관심 부탁드리겠습니다. :)
- https://github.com/payments-laboratory/payments-lab-api