当在 JVM5 和 JVM6 中运行相同的程序时，HashMap 中的项目顺序不同

Question

我有一个应用程序，它按行显示一组对象，一个对象 = 一行。对象存储在 HashMap 中。行的顺序不会影响应用程序的功能（这就是使用 HashMap 而不是可排序集合的原因）。

但是我注意到，当使用两个不同版本的 Java 虚拟机运行同一个应用程序时，运行方式会有所不同。该应用程序使用 JDK 5 编译，可以使用 Java 5 或 Java 6 运行时运行，没有任何功能差异。

有问题的对象覆盖了java.lang.Object#hashCode()，显然已经注意遵守Java API 中指定的约定。事实证明，它们在应用程序的每次运行中总是以相同的顺序出现（在同一个 Java 运行时中）。

出于好奇，为什么 Java 运行时的选择会影响顺序？

Answer 1

HashMap 的实现细节可以而且确实可以改变。这个包私有方法很可能是这样做的（来自 JDK 1.6.0_16）：

/**
 * Applies a supplemental hash function to a given hashCode, which
 * defends against poor quality hash functions.  This is critical
 * because HashMap uses power-of-two length hash tables, that
 * otherwise encounter collisions for hashCodes that do not differ
 * in lower bits. Note: Null keys always map to hash 0, thus index 0.
 */
static int hash(int h) {
    // This function ensures that hashCodes that differ only by
    // constant multiples at each bit position have a bounded
    // number of collisions (approximately 8 at default load factor).
    h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
    return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
}

作为参考，JDK 1.5.0_06 中的类比是：

/**
 * Returns a hash value for the specified object.  In addition to 
 * the object's own hashCode, this method applies a "supplemental
 * hash function," which defends against poor quality hash functions.
 * This is critical because HashMap uses power-of two length 
 * hash tables.<p>
 *
 * The shift distances in this function were chosen as the result
 * of an automated search over the entire four-dimensional search space.
 */
static int hash(Object x) {
    int h = x.hashCode();

    h += ~(h << 9);
    h ^=  (h >>> 14);
    h +=  (h << 4);
    h ^=  (h >>> 10);
    return h;
}

Answer 2

可能是因为Map 未定义为具有任何特定的迭代顺序；元素返回的顺序可能是其内部实现的产物，不需要保持一致。

如果实现在 Java 5 和 6 之间更新（尤其是出于性能原因），Sun 没有任何好处或义务确保两者之间的迭代顺序保持一致。

编辑：我刚刚在 Java 6 的早期版本之一中发现了一个有趣的 sn-p（不幸的是，我不确定确切的版本，但它显然是 2006 年 6 月的 HashMap 1.68）：

 /**
  * Whether to prefer the old supplemental hash function, for
  * compatibility with broken applications that rely on the
  * internal hashing order.
  *
  * Set to true only by hotspot when invoked via
  * -XX:+UseNewHashFunction or -XX:+AggressiveOpts
  */
 private static final boolean useNewHash;
 static { useNewHash = false; }

 private static int oldHash(int h) {
     h += ~(h << 9);
     h ^= (h >>> 14);
     h += (h << 4);
     h ^= (h >>> 10);
     return h;
 }

 private static int newHash(int h) {
     // This function ensures that hashCodes that differ only by
     // constant multiples at each bit position have a bounded
     // number of collisions (approximately 8 at default load factor).
     h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
     return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
 }

因此看来，尽管我有上述断言，Sun 实际上确实考虑了迭代顺序的一致性——在稍后的某个时间点，这段代码可能被删除了，新的顺序成为了最终的顺序。

Answer 3

HashMap 没有与任何特定的顺序结合，但 Map 的 LinkedHashMap 实现应该保留顺序。