笔记001--Hashtable/HashMap与key/value为null的关系

　　大家都知道Hashtable与HashMap的三大区别，其中有一条则是HashMap可以存储一个Key为null，多个value为null的元素，但是Hashtable却不可以存储。究竟是为什么？下面看一下源代码：

HashMap.class:

    // 此处计算key的hash值时，会判断是否为null，如果是，则返回0，即key为null的键值对
    // 的hash为0。因此一个hashmap对象只会存储一个key为null的键值对，因为它们的hash值都相同。
    static final int hash(Object key) {
        int h;
        return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
    }
    // 将键值对放入table中时，不会校验value是否为null。因此一个hashmap对象可以存储
    // 多个value为null的键值对
    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<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;
    }

Hashtable.class:

    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<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;
    }

ConcurrentHashMap.class:

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

通过以上代码及注释分析可以总结如下：

　　1、 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；而Hashtable中则直接调用key的hashCode()方法，因此如果key为null，则抛出空指针异常。

　　2、 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。

　　3、以上原因主要是由于Hashtable继承自Dictionary，而HashMap继承自AbstractMap。

　　4、虽然ConcurrentHashMap也继承自AbstractMap，但是其也过滤掉了key或value为null的键值对。