Map key 和 value 是否可以为 null

目录(结论)：

• HashMap key 和 value 都可以为 null
• HashTable、ConcurrentHashMap 中的 key 和 value 均不能为 null，但 ConcurrentHashMap 是主动判空，而 HashTable 的 value 主动判空，key 则是 调用 key.hashCode() 抛出异常

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HashMap key 和 value 都可以为 null

验证：

public static void main(String[] args) {
    Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
    map.put(null, 1);
    map.put(1, null);
    System.out.println(map.get(null));  // 输出 1
    System.out.println(map.get(1));  	// 输出 null
    System.out.println(map.get(99));    // 不存在的 key，输出 null
    System.out.println(map.getOrDefault(99, -1));    // 不存在的 key，输出自定义的默认值 -1
}

源码1（key 为 null 的情况）：

public V put(K key, V value) {
    return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}

static final int hash(Object key) {
    int h;
    return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}

可以看出，hash(key) 方法，当 key 为 null 时，Hash 值为 0。

源码2（value 为 null 的情况）：

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
               boolean evict) {
    Node<K,V>[] tab; Node<K,V> 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<K,V> 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<K,V>)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;
}

经过前面的测试代码实验，value 可以为 null，但是当 map 中 key 不存在时，也会返回 null （见源码2 第 41 行）。所以无法判断到底是 key 为 null，还是不存在，因此 JDK8 新增了 getOrDefault() 方法。

// Overrides of JDK8 Map extension methods

@Override
public V getOrDefault(Object key, V defaultValue) {
    Node<K,V> e;
    return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? defaultValue : e.value;
}

HashTable 中的 key 和 value 均不能为 null

验证：

public static void main(String[] args) {
    Map<Integer,Integer> map = new Hashtable<>();
    // map.put(null, 1);
    map.put(1, null);
}
// Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
// at java.util.Hashtable.put(Hashtable.java:461)

源码3（HashTable 的 key 和 value 均不能为 null）：

public synchronized V put(K key, V value) {
    // Make sure the value is not null
    if (value == null) {
        throw new NullPointerException();
    }

    // Makes sure the key is not already in the hashtable.
    Entry<?,?> tab[] = table;
    int hash = key.hashCode();
    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;
}

可以看到，第 4 行先检查了 value，为 null 直接抛出异常，然后第 9 行通过 key.hashCode() 获取 hash 值，所以 key 也不能为 null。

ConcurrentHashMap 中的 key 和 value 均不能为 null

验证：

public static void main(String[] args) {
    Map<Integer,Integer> map = new ConcurrentHashMap<>();
    // map.put(null, 1);
    map.put(1, null);

    // Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
    // at java.util.concurrent.ConcurrentHashMap.putVal(ConcurrentHashMap.java:1011)
    // at java.util.concurrent.ConcurrentHashMap.put(ConcurrentHashMap.java:1006)
}

源码：

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) {
    if (key == null || value == null) throw new NullPointerException();
    // ...
}

ConcurrentHashMap 直接先对 key 和 value 进行了判空。