JavaにおけるHashtableとConcurrentHashMapの違い

JavaにおけるHashtableとConcurrentHashMapの違い

Javaでマップ（Map）をマルチスレッド環境下で扱う際、「Hashtable」と「ConcurrentHashMap」のどちらを使うべきか迷ったことはありませんか？どちらもスレッドセーフなMap実装ですが、ロックの仕組みやパフォーマンス、nullの扱いなどに大きな違いがあります。本記事では、両者の特徴を比較表とサンプルコードを交えて詳しく解説します。

Hashtableとは

Hashtableは、JDK 1.1から提供されているレガシーなクラスで、Mapインターフェースの基本的な実装の一つです。すべてのpublicメソッドが同期（synchronized）されているため、スレッドセーフな動作が保証されています。しかし、その反面、あるスレッドがロックを保持している間は他のスレッドがアクセスできず、パフォーマンスが大きく低下します。また、キーおよび値にnullを許容せず、要素の順序も保証されません。

ConcurrentHashMapとは

ConcurrentHashMapは、JDK 1.5で導入されたjava.util.concurrentパッケージのクラスです。マップへの追加や更新の際に、バケット単位（セグメント／フラグメントと呼ばれる）にのみロックを適用します。そのため、読み取り操作はほぼロックフリーで並行実行でき、書き込み操作も異なるバケット間であれば同時に処理できます。この細粒度のロック設計により、高い並行性と優れたスループットを実現しています。

HashtableとConcurrentHashMapの比較表

補足：ConcurrentHashMapがnullを許可しないのは、マルチスレッド環境では「get()がnullを返した場合に、キーが存在しないのか、値としてnullが格納されているのかを判別できない」という曖昧さを避けるためです。

Hashtableの使用例

import java.util.Hashtable;
import java.util.Map;

public class HashtableExample {
    public static void main(String[] args) {
        // Hashtableの作成
        Hashtable<String, String> map = new Hashtable<>();
        map.put("HCL", "100");
        map.put("DELL", "200");
        map.put("IBM", "300");

        // マップの内容を出力
        for (Map.Entry<String, String> m : map.entrySet()) {
            System.out.println(m.getKey() + " " + m.getValue());
        }
    }
}

出力結果：

HCL 100
DELL 200
IBM 300

ConcurrentHashMapの使用例

import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

public class ConcurrentHashMapExample {
    public static void main(String[] args) {
        // ConcurrentHashMapの作成
        Map<String, String> myMap = new ConcurrentHashMap<>();
        myMap.put("HCL", "1");
        myMap.put("DELL", "2");
        myMap.put("IBM", "3");

        // マップの内容を出力
        for (Map.Entry<String, String> m : myMap.entrySet()) {
            System.out.println(m.getKey() + " " + m.getValue());
        }
    }
}

出力結果：

HCL 1
DELL 2
IBM 3

まとめ

Hashtableは歴史の長いAPIですが、現在では新規コードでの使用は推奨されていません。マルチスレッド環境でMapが必要な場合は、細粒度ロックによる高いパフォーマンスを発揮するConcurrentHashMapを選択するのがベストプラクティスです。一方、シングルスレッド環境であれば、HashMapやLinkedHashMapで十分対応できます。用途に応じて適切な実装を選びましょう。