HashMap 对 key 有什么要求？hash 扰动做了什么？

结论先行：HashMap 对 key 的硬性要求是正确且一致地实现 equals 与 hashCode：equals 相等则 hashCode 必须相等，否则同一逻辑 key 会散落到不同桶、get 取不到值。hash 扰动是 h ^ (h >>> 16)，把高 16 位信息混入低位，弥补“桶定位只看低位、容量又小”导致冲突偏多的缺陷。

对 key 的要求

要求	原因
hashCode 稳定	扩容、重查时依赖同一 key 定位到同一桶
equals 与 hashCode 一致	否则 equals 相同而桶不同，查不到
优先不可变类（String/Integer）	可变字段参与 hashCode 会让 key 在桶内“漂移”成脏数据
允许 null	key 为 null 时 hash 视为 0，固定落入 0 号桶

扰动函数做了什么

桶位只取 (n - 1) & hash 的结果，即只依赖 hash 的低位；若不同 key 的 hashCode 低位相同就会连环冲突。h ^ (h >>> 16) 把高 16 位“异或折叠”进低 16 位，让低位也携带高位信息，冲突概率显著下降。

public class KeyDemo {
    static final class Key {
        private final String id;
        Key(String id) { this.id = id; }

        @Override
        public boolean equals(Object o) {
            return o instanceof Key && ((Key) o).id.equals(this.id);
        }

        @Override
        public int hashCode() { return id.hashCode(); } // 与 equals 保持一致
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 只重写 equals 而不重写 hashCode，下面 get 很可能返回 null
        var map = new java.util.HashMap<Key, String>();
        map.put(new Key("a"), "value");
        System.out.println(map.get(new Key("a")));
    }
}

常见追问 / 记忆点

• 记忆点：key 的铁律是 equals 与 hashCode 同进退；自定义类做 key 必须两个都重写。
• 追问：为什么用 (n - 1) & hash 定位——容量为 2 的幂时它与取模等价且更快。
• 追问：可变 key 是隐蔽 Bug 源：放进 Map 之后不要再修改参与 hashCode 的字段。