Map可以放null值吗？为什么ConcurrentHashMap不能放null值？

引言

在Java中，Map是一种常用的数据结构，用于存储键值对。它提供了快速查找、插入和删除操作的能力。然而，对于Map接口的实现类，是否可以存储null值有所不同。在本文中，我们将讨论Map接口是否允许存储null值，并深入了解为什么ConcurrentHashMap不能存储null值。

Map接口是否允许存储null值

根据Java官方文档，Map接口的put方法将指定的键值对添加到Map中。如果键已经存在，则将旧值替换为新值，并返回旧值。如果键不存在，则将键值对添加到Map中，返回null。

Map<String, String> map = new HashMap<>();
map.put("key1", "value1");
map.put("key2", null);
map.put(null, "value2");


String value = map.get("key2");
System.out.println(value); // 输出：null
String value2 = map.get(null);
System.out.println(value2); // 输出：value2

从上面的示例代码可以看出，HashMap实现类允许存储null值。我们可以通过put方法将null值与键相关联，并通过get方法获取该值。

同样地，其他常用的Map实现类，如LinkedHashMap和TreeMap，也允许存储null值。

ConcurrentHashMap为什么不能存储null值

ConcurrentHashMap是Java提供的线程安全的Map实现类。它通过分段锁的方式来提高并发性能。然而，ConcurrentHashMap不允许存储null值。

为了解释为什么ConcurrentHashMap不能存储null值，我们需要深入了解ConcurrentHashMap的内部实现原理。

ConcurrentHashMap的内部实现原理

ConcurrentHashMap将整个数据结构分为多个段（Segment），每个段拥有自己的锁。这样的设计使得多个线程可以同时对不同的段进行操作，从而提高并发性能。

每个段内部使用一个HashEntry数组来存储键值对。HashEntry是ConcurrentHashMap的内部类，表示一个键值对。

当插入一个键值对时，ConcurrentHashMap会根据键的哈希值选择对应的段，并在该段的HashEntry数组中插入键值对。在多线程环境下，当多个线程同时插入不同的键值对时，它们会锁定不同的段，从而避免竞争问题。

为什么ConcurrentHashMap不能存储null值

ConcurrentHashMap实现类中的put方法会检查插入的键和值是否为null，并抛出NullPointerException异常。这是因为ConcurrentHashMap的内部实现要求键和值都不能为null。

在ConcurrentHashMap的内部实现中，键和值都存储在HashEntry对象中。当插入一个键值对时，ConcurrentHashMap会调用键和值的hashCode方法来计算它们的哈希值。如果键或值为null，那么在调用hashCode方法时会发生NullPointerException异常。

此外，ConcurrentHashMap的内部实现还要求键和值不能为null，以便在哈希值冲突时能够正确地处理碰撞。

结论

• Map接口的实现类（如HashMap、LinkedHashMap和TreeMap）允许存储null值。
• ConcurrentHashMap不允许存储null值，这是因为其内部实现对键和值的哈希值计算和碰撞处理有特殊要求。

虽然ConcurrentHashMap不能存储null值，但我们仍然可以通过其他方式来表示缺失值，例如使用特殊的对象或者使用Optional类。