文章目录
- 一、前言
- 二、Hashtable的key为什么不能为null
- 三、HashMap的key为什么可以null
- 四、ConcurrentHashMap的key和value都不能为null
- 五、总结
一、前言
- HashMap的key可以为null，value也可以为null
- Hashtable的key不允许为null，value也不能为null
- ConcurrentHashMap的key不允许为null，value也不能为null
- HashMap可以存储一个Key为null，多个value为null的元素；但是Hashtable不可以存储
二、Hashtable的key为什么不能为null
首先来看看Hashtable为什么不允许key为null、value也不能为null
Hashtable的put方法源码为：
public synchronized V put(K key, V value) {
// Make sure the value is not null
if (value == null) {
//确保value不为null
throw new NullPointerException();
}
// Makes sure the key is not already in the hashtable.
Entry<?,?> tab[] = table;
int hash = key.hashCode(); //如果key为null，此处会报空指针异常
int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
@SuppressWarnings("unchecked")
Entry<K,V> entry = (Entry<K,V>)tab[index];
for(; entry != null ; entry = entry.next) {
if ((entry.hash == hash) && entry.key.equals(key)) {
V old = entry.value;
entry.value = value;
return old;
}
}
addEntry(hash, key, value, index);
return null;
}
- 问题出现在
int hash = key.hashCode()，当key为null时，key.hashCode()会报空指针异常 - 同理value为null，
throw new NullPointerException()也会抛出异常 - 所以Hashtable的key、value都不能为空（区别与HashMap的put、hash方法）
- 如果希望允许key为null，就得改写put方法中的hashCode函数，HashMap就是这么实现
三、HashMap的key为什么可以null
- 源码分析
jdk1.8中，put函数为
public V put(K key, V value) {
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
hash(key)就是求key的hashcode，查看源码为
static final int hash(Object key) {
int h;
//当key为null的时候，不走hashCode()方法，直接返回0
return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}
当key为null的时候，不走hashCode()方法，直接返回0，不会抛出空指针异常，所以HashMap的key可以为null（与hashtable有区别）
示例：
public class MapNull {
public static void main(String[] args) {
Map<Object, Object> map1 = new HashMap<>();
map1.put("name", "wj");
map1.put("study", null);
map1.put(null, "unknown");
map1.put(null, null);
System.out.println(map1);
}
}
输出 {null=null, study=null, name=wj}
从业务需求上来说
HashMap支持
null键的原因主要是为了提供更大的灵活性和编程便利性。在某些应用场景下，开发者可能需要使用null作为键来存储数据。例如在一个系统中，可能存在这样一种情况：某个对象可能没有关联的键，或者出于某种特殊原因，希望用
null来代表特殊的键值对。允许null键的存在使得 HashMap 能够满足这种需求
不过需要注意：虽然 HashMap 允许有一个 null 键，但如果有多个线程同时尝试将 null 键插入 HashMap，最终只会有一个键值对能够成功插入（因为键是唯一的）。此外，HashMap 中只能有一个 null 键，但是可以有任意数量的 null 值。
尽管如此，使用 null 键时仍需谨慎，因为它可能会导致代码难以理解和维护，并且在多线程环境下如果没有正确同步，会增加并发问题的风险。
四、ConcurrentHashMap的key和value都不能为null
jdk1.8中，ConcurrentHashMap put函数的源码为：
public V put(K key, V value) {
return putVal(key, value, false);
}
/** Implementation for put and putIfAbsent */
final V putVal(K key, V value, boolean onlyIfAbsent) {
// 在此处直接过滤掉key或value为null的情况
if (key == null || value == null) throw new NullPointerException();
// 另外其hash值采用了二次hash，使得hash值分布更均匀
int hash = spread(key.hashCode());
int binCount = 0;
for (Node<K,V>[] tab = table;;) {
Node<K,V> f; int n, i, fh;
if (tab == null || (n = tab.length) == 0)
tab = initTable();
else if ((f = tabAt(tab, i = (n - 1) & hash)) == null) {
if (casTabAt(tab, i, null,
new Node<K,V>(hash, key, value, null)))
break; // no lock when adding to empty bin
}
else if ((fh = f.hash) == MOVED)
tab = helpTransfer(tab, f);
else {
V oldVal = null;
synchronized (f) {
if (tabAt(tab, i) == f) {
if (fh >= 0) {
binCount = 1;
for (Node<K,V> e = f;; ++binCount) {
K ek;
if (e.hash == hash &&
((ek = e.key) == key ||
(ek != null && key.equals(ek)))) {
oldVal = e.val;
if (!onlyIfAbsent)
e.val = value;
break;
}
Node<K,V> pred = e;
if ((e = e.next) == null) {
pred.next = new Node<K,V>(hash, key,
value, null);
break;
}
}
}
else if (f instanceof TreeBin) {
Node<K,V> p;
binCount = 2;
if ((p = ((TreeBin<K,V>)f).putTreeVal(hash, key,
value)) != null) {
oldVal = p.val;
if (!onlyIfAbsent)
p.val = value;
}
}
}
}
if (binCount != 0) {
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD)
treeifyBin(tab, i);
if (oldVal != null)
return oldVal;
break;
}
}
}
addCount(1L, binCount);
return null;
}
根据源码可知，当key为null、或value为null时，会抛出空指针异常 throw new NullPointerException()，因此ConcurrentHashMap的key和value都不能为null。
五、总结
- HashMap的key、value都可以为null
- hashMap中使用hash()方法来计算key的哈希值，当key为空时，直接令key的哈希值为0，不走key.hashCode()方法；HashMap将键值对添加进数组时，不会主动判断value是否为null（而Hashtable则首先判断value是否为null）
- hashMap虽然支持key和value为null，但是null作为key只能有一个，null作为value可以有多个
- 因为hashMap中，如果key值一样，那么会覆盖相同key值的value为最新，所以key为null只能有一个
- Hashtable的key不允许为null，value也不能为null。Hashtable首先判断null是否为null；后续也会直接调用key的hashCode()方法，因此如果key为null，则抛出空指针异常
- HashMap可以存储一个Key为null，多个value为null的元素；但是Hashtable不可以存储。以上原因主要是由于Hashtable继承自Dictionary，而HashMap继承自AbstractMap
- ConcurrentHashMap的key不允许为null，value也不能为null。虽然ConcurrentHashMap也继承自AbstractMap，但其也过滤掉了key或value为null的键值对。
