Есть ли причина, по которой Object.hashCode() 31-бит?

Если вы запустите следующую версию в 64-разрядной версии HotSpot Java 7.

int countTopBit = 0, countLowestBit = 0;
for (int i = 0; i < 100000000; i++) {
    int h = new Object().hashCode();
    if (h < 0)
        countTopBit++;
    if ((h & 1) == 1)
        countLowestBit++;
}
System.out.println("The count of negative hashCodes was " + countTopBit + ", the count of odd hashCodes was " + countLowestBit);

вы можете получить результат, например

The count of negative hashCodes was 0, the count of odd hashCodes was 49994232

Мне было интересно, означает ли это, что Object.hashCode() только 31-битный и почему это может быть так?

Не так, что верхний бит не используется. Из источника для HashMap

257   /**
258    * Applies a supplemental hash function to a given hashCode, which
259    * defends against poor quality hash functions.  This is critical
260    * because HashMap uses power-of-two length hash tables, that
261    * otherwise encounter collisions for hashCodes that do not differ
262    * in lower bits. Note: Null keys always map to hash 0, thus index 0.
263    */
264   static int hash(int h) {
265       // This function ensures that hashCodes that differ only by
266       // constant multiples at each bit position have a bounded
267       // number of collisions (approximately 8 at default load factor).
268       h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
269       return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
270   }

Ответ 1

HotSpot поддерживает множество алгоритмов хэширования для Object. Поскольку вы обнаружили emprically, верхний бит всегда маскируется до возвращения результата:

// src/share/vm/runtime/synchronizer.cpp
static inline intptr_t get_next_hash(Thread * Self, oop obj) {
   ...
   value &= markOopDesc::hash_mask;
   ...
   return value;
}

markOopDesc::hash_mask вычисляется следующим образом:

  enum { age_bits                 = 4,
         lock_bits                = 2,
         biased_lock_bits         = 1,
         max_hash_bits            = BitsPerWord - age_bits - lock_bits - biased_lock_bits,
         hash_bits                = max_hash_bits > 31 ? 31 : max_hash_bits,
         ...
         hash_mask               = right_n_bits(hash_bits),

Как вы можете видеть, markOopDesc::hash_mask всегда имеет бит 31, установленный на ноль.

Что касается этого, то ваша догадка так же хороша, как и моя. Возможно, первоначальный разработчик считал, что только дело с положительными целыми числами упростит ситуацию. Насколько нам известно, в расчете hash_bits это может быть даже одна ошибка.; -)