ConcurrentHashMap 产生NullPointerException

Posted 2020-12-05 pony1223

今天测试在发给我一段报错日志后，根据日志定位到从ConcurrentHashMap 的缓存中get的时候，ConcurrentHashMap的底层抛出了空指针，当时感觉很奇怪为什么在get的时候产生空指针了呢？

模拟代码：

ConcurrentHashMap  concurrentHashMap = new ConcurrentHashMap();

........................................................

concurrentHashMap.get(传入的参数)；

这个地方出现空指针，难道是传入的null 所以出现了空指针了，事实证明确实传入了null，但是我记得hashmap 是可以传入null 的呀？ 为什么ConcurrentHashMap 却不行呢？

相应的去验证了一下，remove  方法发现也不能传入null 进去。

一、异常分析

FATAL EXCEPTION: main
java.lang.NullPointerException
    at java.util.concurrent.ConcurrentHashMap.remove(ConcurrentHashMap.java:921)

本以为是并发异常，后发现不对，因为ConcurrentHashMap已经使用继承自ReentrantLock的Segment，保证了线程安全，Java如果有这么大的bug肯定早修复了。看了下源码

发现自己大意了，在获取hashCode时NPE(hashMap不会，因为它会对null key做一次处理)。ConcurrentHashMap不接受null key和null value这个常识一时疏忽了，调用的地方确实有可能传入null。这样在remove前进行null判断即可解决。

在问题解决后，想到hashMap和linkedhashMap都允许null key和null value，treeMap不允许null key，但允许null value，而ConcurrentHashMap既不允许null key也不允许null value，why？

二、not allow null key and value
stackoverflow并结合了源码分析了一下
(1) treeMap不允许null key是因为compare会导致NPE, 可通过以下代码实现null key支持

SortedMap<Integer, Integer> map = new TreeMap<Integer, Integer>(new Comparator<Integer>() {
 
                                    @Override
                                    public int compare(Integer arg0, Integer arg1) {
                                        if (arg0 == null) {
                                            if (arg1 == null) return 0;
                                            return -1;
                                        }
                                        if (arg1 == null) return 1;
                                        return arg0.compareTo(arg1);
                                    }
                                });

(2) ConcurrentHashMap不允许null key和null value，是因为ConcurrentHashMap的锁机制
对于get(Object key)如果返回null，ConcurrentHashMap没办法判断是key不存在还是value就是null。有人得问了那么hashmap呢, 为什么可以，hashmap我们可以通过下面代码实现判断

Map<String, String> map = Collections.synchronizedMap(new HashMap<String, String>());
String key = "aa", value;
synchronized (map) {
    if (map.containsKey(key)) {
        value = map.get(key);
    } else {
        throw new Exception("key is not exist");
    }
}

使用Collections.synchronizedMap对hashmap加锁，Collections.synchronizedMap的锁是同步锁，就是对象本身，所以synchronized (map)与Collections.synchronizedMap内锁统一。而ConcurrentHashMap的并发控制是利用分离锁实现的(16个重入锁)，在外部无法获得锁，自己也没有提供函数进行判断，所以无奈了。

那么有没有办法既保证map的并发安全同时又允许null key和null value呢，当然了，两种方式
第一种实际上面已经展现了，通过Collections.synchronizedMap对hashmap加锁即可。synchronizedMap保证了线程安全，hashmap又允许null key和null value。

不过Collections.synchronizedMap的并发性能自然比不上ConcurrentHashMap的分桶锁机制，如果对性能要求较高
理论上也可以重写ConcurrentHashMap添加一个函数支持上面代码段的并发，但这个要求对ConcurrentHashMap的分离锁相当熟悉

最后：

关于为什么这么设计：

https://laiqitech.com/125/

关于null的一些小知识：

http://www.importnew.com/14229.html