【HashMap】key和value能否为null

【HashMap】key和value能否为null

【一】HashMap【二】HashTable【三】ConcurrentHashMap【四】测试代码【五】底层代码分析

【一】HashMap

（1）结论：HashMap对象的key、value值均可为null HashMap 的 key 和 value 都可以为 null 值。在 Java 中，HashMap 允许 null 作为 key 和 value 的值。当插入 null 作为 key 时，它将被存储在 HashMap 的第一个位置上（即桶数组的第一个位置），而当插入 null 作为 value 时，它可以存储在任何一个位置上。当然，需要注意的是，由于 HashMap 是根据 key 的哈希值来确定存储位置的，所以插入 null 值作为 key 时需要格外小心，以避免出现哈希冲突导致的问题。

（2）key能否重复 key值不能重复，若添加key相同的键值对，后面的value会自动覆盖前面的value，但不会报错

（3）当key为空时，key的hash值为0，所以如果再设置一个值会对原有value进行覆盖

（4）HashMap是线程不安全的，他的key和value都可以为null HashMap求hash值时，并不是一上来就直接用key值求，他先进行了一个判断，如果为null，hash值为0。

对于get()方法 返回的是null，此时null值不知道是未找到还是对应的value值。 这就出现了一个问题：当A线程使用containsKey()进行判断时，发现有这个元素，当他调用get()取这个元素时，B线程加入了进来，B线程将这个元素移除掉了，此时A线程取得的值为null，A线程会以为自己取到了这个值，但实际上此时的null是未找到的null。这样线程间就有可能出现安全问题。 以至于我们在多线程情况下，使用的是currentHashMap存储数据，它的key和balue都是不能为null的。

【二】HashTable

（1）结论：HashTable对象的key、value值均不可为null HashTable是线程安全的，HashTable对象的key、value值均不可为null。

当我们调用put()方法时： 为什么要一来就判断value值不能为null呢？这就要看到get()方法： 发现没有，如果value值能为null，那么我传入对应的key值，他找到了返回的是value值，也就是null，当找不到时，他也返回的是null。找到找不到返回值都是null，这怎么分辨？

所以，HashTable的key和value值都不能为null。

【三】ConcurrentHashMap

结论：key和value都不能为null

假定ConcurrentHashMap也可以存放value为null的值。那不管是HashMap还是ConcurrentHashMap调用map.get(key)的时候，如果返回了null，那么这个null，都有两重含义： （1）这个key从来没有在map中映射过。 （2）这个key的value在设置的时候，就是null。

但是hashmap可以通过 containskey来确定到底是哪一个原因！

而多线程情况下，ConcurrentHashMap中的value不能为null

原因如下： ConcurrentHashMap的使用场景为多线程。用反证法来推理，假设concurrentHashMap允许存放值为null的value。这时有A、B两个线程。线程A调用concurrentHashMap.get(key)方法，返回为null，我们还是不知道这个null是没有映射的null还是存的值就是null。

我们假设此时返回为null的真实情况就是因为这个key没有在map里面映射过。那么我们可以用concurrentHashMap.containsKey(key)来验证我们的假设是否成立，我们期望的结果是返回false。

但是在我们调用concurrentHashMap.get(key)方法之后，containsKey方法之前，有一个线程B执行了concurrentHashMap.put(key,null)的操作。那么我们调用containsKey方法返回的就是true了。这就与我们的假设的真实情况不符合了。也就是上面说的二义性。

上面也说了，hashmap可以key为null，但可以存在多个null吗？

static final int hash(Object key) {

int h;

return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);

}

hashmap方法里面，当k==null返回0，所以只要key为null就将Node插入到索引为0的桶当中，那下一个null来了怎么办？源码当中写了，首先判断这个存在的节点，如果它们的hashcode相等，下一步判断key是否相同，这里判断用到了||，就是地址一样（都是null也成了），或者equals相同也可以，就进行替换，所以得出结论：hashmap 当中 key为null的只有一个！！！

【四】测试代码

public class Test {

public static void main(String[] args) {

Map map = new HashMap();//HashMap对象

Map tableMap = new Hashtable();//HashTable对象

map.put(null, null);

System.out.println("hashMap的[key]和[value]均可以为null:" + map.get(null));

try {

tableMap.put(null, "3");

System.out.println(tableMap.get(null));

} catch (Exception e) {

System.out.println("【ERROR】：hashTable的[key]不能为null");

}

try {

tableMap.put("3", null);

System.out.println(tableMap.get("3"));

} catch (Exception e) {

System.out.println("【ERROR】：hashTable的[value]不能为null");

}

}

}

import java.util.HashMap;

import java.util.Hashtable;

public class TestMap {

public static void main(String[] args){

HashMap map = new HashMap<>();

System.out.println(map.containsKey(null));

System.out.println(map.get(null));

//验证 HashMap的key和value都可以为null

//当key为空时，key的hash值为0

map.put(null,null);

System.out.println(map.containsKey(null));

System.out.println(map.get(null));

//当key为空时，key的hash值为0，所以如果再设置一个值会对原有value进行覆盖

map.put(null,123);

System.out.println(map.containsKey(null));

System.out.println(map.get(null));

//验证 Hashtable

Hashtable hashtable = new Hashtable<>();

System.out.println(hashtable.containsKey(null));

System.out.println(hashtable.get(null));

//HashTable是线程安全的，key和value都不可以为null

//HashMap是线程不安全的，他的key和value都可以为null

//验证 HashMap的key和value都可以为null

//当key为空时，key的hash值为0

hashtable.put(null,null);

System.out.println(hashtable.containsKey(null));

System.out.println(hashtable.get(null));

}

}

执行效果

false

null

true

null

true

123

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException

at java.util.Hashtable.containsKey(Hashtable.java:336)

at com.itheima.test.TestMap.main(TestMap.java:31)

【五】底层代码分析

【1】Hashtable

public synchronized V put(K key, V value) {

// 确保value不为空。这句代码过滤掉了所有value为null的键值对。因此Hashtable不能

// 存储value为null的键值对

if (value == null) {

throw new NullPointerException();

}

// 确保key在table数组中尚未存在。

Entry tab[] = table;

int hash = key.hashCode(); //在此处计算key的hash值，如果此处key为null，则直接抛出空指针异常。

int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;

@SuppressWarnings("unchecked")

Entry entry = (Entry)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;

}

Hashtable的源码可以看出，如果value=null直接抛出空指针异常；而使用key.hashCode()不允许key=null，所以无论是key还是value都不能是null。而在HashMap中并没有这样的限制，key和value允许使用null。

【2】HashMap

public V put(K key, V value) {

return putVal(hash(key), key, value, false, true);

}

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,

boolean evict) {

Node[] tab; Node p; int n, i;

if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)

n = (tab = resize()).length;

if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)

tab[i] = newNode(hash, key, value, null);

else {

Node e; K k;

if (p.hash == hash &&

((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))

e = p;

else if (p instanceof TreeNode)

e = ((TreeNode)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);

else {

for (int binCount = 0; ; ++binCount) {

if ((e = p.next) == null) {

p.next = newNode(hash, key, value, null);

if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st

treeifyBin(tab, hash);

break;

}

if (e.hash == hash &&

((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))

break;

p = e;

}

}

if (e != null) { // existing mapping for key

V oldValue = e.value;

if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)

e.value = value;

afterNodeAccess(e);

return oldValue;

}

}

++modCount;

if (++size > threshold)

resize();

afterNodeInsertion(evict);

return null;

}

HashMap计算key的hash值时调用单独的方法，在该方法中会判断key是否为null，如果是则返回0；