🔗 자바의 객체 비교 - equals()와 hashCode()를 함께 재정의해야 하는 이유

1. equals() 

자바의 equals() 메서드는 두 객체가 논리적으로 같은지 비교할 때 사용하는 메서드이다. 이때 “같다”의 기준은 단순히 같은 메모리 주소를 가리키는지를 의미하는 것이 아닌 객체의 내부 값이 동일한지(논리적 동등성)를 의미한다. 

String a = new String("BlueCool");
String b = new String("BlueCool");

System.out.println(a == b);      // false (참조값이 다름)
System.out.println(a.equals(b)); // true  (문자열이 같음)

위 예시에서 == 연산자는 두 객체가 같은 메모리 주소(참조)를 가지는지를 비교한다. 따라서 new 키워드로 각각 생성한 String 객체는 서로 다른 메모리 공간에 존재하므로 내용이 같더라도 false를 반환한다. 

그러나 String 클래스는 이미 equals() 메서드를 오버라이딩하여 문자열의 내용이 같으면 true를 반환하도록 재정의되어 있다. 

public boolean equals(Object anObject) {
  if (this == anObject) {
    return true;
  }
  return (anObject instanceof String aString)
    && (!COMPACT_STRINGS || this.coder == aString.coder)
    && StringLatin1.equals(value, aString.value);
}

즉 String 클래스에서는 참조 동일성(==) 대신 논리적 동일성을 기준으로 동등성을 판단한다. 

equals() 메서드는 모든 클래스의 최상위 부모인 Object 클래스에 정의되어 있으며 기본 구현은 단순히 참조값이 같은지를 비교한다. 

Object blue = new Object();
Object cool = new Object();

System.out.println(blue.equals(cool)); // false
System.out.println(blue == cool);      // false

// 실제 Object 클래스의 equals() 기본 구현
public boolean equals(Object obj) {
  return (this == obj);
}

따라서 사용자가 직접 정의한 클래스에서 객체의 논리적 동등성을 판단하려면 다음의 규칙을 지키며 equals() 메서드를 오버라이딩해야 한다. 

• 반사성 
  x.equals(x)는 항상 true여야 한다.
• 대칭성 
  x.equals(y)가 true면 y.equals(x)도 true여야 한다.
• 추이성 
  x.equals(y)와 y.equals(z)가 true면 x.equals(z)도 true여야 한다.
• 일관성 
  비교 대상이 변하지 않으면 equals()의 결과는 항상 동일해야 한다.
• null 안정성 
  어떤 객체 x에 대해서도 x.equals(null)은 항상 false를 반환해야 한다.

2. hashCode() 

hashCode()는 객체를 숫자로 표현한 해시값을 반환하는 메서드이다. 이 값은 HashMap, HashSet과 같은 해시 기반 컬렉션에서 객체를 빠르게 저장하고 탐색하기 위한 버킷 인덱스 키로 사용된다. 

Developer dev = new Developer("BlueCool", 12); 
int hash = dev.hashCode(); // 예시: 427492637 

hashCode()의 역할은 단순히 숫자를 만드는 것이 아니라 동등한 객체는 반드시 동일한 해시코드를 가져야 한다는 규약을 지키는데 있다. 

Hash 기반 컬렉션은 내부적으로 hashCode() 값을 이용해 저장 위치(버킷)을 계산하고 같은 버킷에 여러 객체가 존재하는 경우 equals() 메서드를 사용해 논리적으로 같은 객체인지 최종 확인한다. 

따라서 equals()만 재정의하고 hashCode()를 재정의하지 않으면 논리적으로 같은 객체이더라도 서로 다른 해시값을 가질 수 있게 되어 HashMap, HashSet 등의 컬렉션에서 중복으로 저장되거나 조회, 삭제에 실패하게 되는 등 치명적인 오류가 발생한다. 

따라서 equals()를 재정의할 때는 반드시 hashCode()도 함께 재정의해야하며 hashCode 메서드를 재정의 할 때는 다음과 같은 규약을 따른다. 

• 일관성 
  객체의 상태가 변하지 않으면 같은 실행 중에는 hashCode()의 값이 변하지 않아야 한다.
• 동치 동일 해시 
  x.equals(y)가 true면 반드시 x.hashCode() == y.hashCode()여야 한다.
• 충돌 허용 
  서로 다른 객체라도 같은 해시코드를 가질 수 있지만 가능한 충돌을 줄이는 것이 좋다. 

3. equals()와 hashCode() 구현 예시

사용자 정의 클래스에서 객체의 논리적 동등성을 판단하려면 equals()와 hashCode()를 함께 재정의해야 한다. 일반적으로 다음과 같은 방식으로 구현한다.

import java.util.Objects;

class Developer {

    private String name;
    private int age;
    
    public Developer(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    
    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this === o) return true;
        if (!(o instanceof Developer)) return false;
        
        Developer dev = (Developer) o;
        return age == dev.age && Objects.equals(name, dev.name);
    }
    
    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, age);
    }
}

위 코드에서는 Objects.equals()와 Objects.hash()를 사용하여 equals()와 hashCode()를 간결하게 구현하였다.

이렇게 구현하면 두 Developer 객체의 name과 age 값이 동일한 경우 같은 객체로 판단하며 동일한 해시코드를 반환하게 된다.

실무에서는 Lombok을 사용하여 equals()와 hashCode()를 자동으로 생성하는 경우도 많다.

import lombok.EqualsAndHashCode;

@EqualsAndHashCode
public class Developer {
    private String name;
    private int age;
}​

또는 @Data 어노테이션을 사용하여 equals(), hashCode(), getter, setter 등을 함께 자동 생성할 수 있다.