Javaの従来コレクションと並行コレクション（Concurrent Collections）の違いを徹底解説

Javaにおいて、コレクションフレームワークは最も重要な概念の一つです。コレクションがあることで、Javaはあらゆる種類のデータを効率的かつ柔軟に扱える強力な言語となっており、データの追加・取得・更新・削除（CRUD操作）も簡単に行えます。

しかし、コレクションをマルチスレッド環境で使用すると、パフォーマンスが低下したり、予期しない問題が発生したりすることがあります。これは、従来のコレクションがマルチスレッド環境を十分に考慮して設計されていないためです。この課題を解決するために、Javaでは並行コレクション（Concurrent Collections）が導入されました。並行コレクションは、マルチスレッド環境での制限を克服するだけでなく、複数スレッドからのデータアクセス性能を大幅に向上させます。

本記事では、従来のコレクションと並行コレクションの主な違いを5つの観点から詳しく解説します。

従来のコレクションと並行コレクションの主な違い

1. スレッドセーフ性

ArrayList、LinkedList、HashMapなど、従来のコレクションクラスの多くは同期化されておらず、マルチスレッド環境ではスレッドセーフではありません。

一方、並行コレクションには同じ用途のクラスが同期化機能を実装した形で用意されています。たとえばConcurrentHashMapやCopyOnWriteArrayListなどは、最初からスレッドセーフな設計になっており、複数スレッドから安全に利用できます。

2. ロック機構

従来のコレクションにもVectorやStackといった同期化されたクラスは存在しますが、これらはコレクション全体に対してロックをかけるため、パフォーマンスや実行速度が大きく低下します。

一方、並行コレクションは部分ロック（セグメント単位のロック）という概念を採用しています。マルチスレッド環境でも必要な部分だけをロックするため、高いパフォーマンスと処理速度を維持できます。

3. 実行時例外の挙動

従来のコレクションでは、イテレーション（反復処理）中に別のスレッドからコレクションを変更しようとすると、ConcurrentModificationExceptionという実行時例外が発生します。

一方、並行コレクションではこのような例外は発生しません。並行コレクションはイテレーション中のコレクション変更を許容しており、安全に要素を追加・削除できます。

4. 用途・選択の目安

上記の理由から、従来のコレクションはマルチスレッド環境での使用には適していません。シングルスレッド環境であれば十分に機能します。

一方、並行コレクションはマルチスレッド環境で第一に選択すべき選択肢となります。

5. 導入時期

従来のコレクションはJavaのレガシーなコレクションであり、並行コレクションよりも早い段階で導入されました。

一方、並行コレクションはJDK 1.5でjava.util.concurrentパッケージとして導入された、比較的新しい仕組みです。

比較まとめ表

まとめ

従来のコレクションはシンプルで扱いやすい反面、マルチスレッド環境では安全性やパフォーマンスの面で課題があります。並行コレクションは、スレッドセーフ性と高性能なロック機構により、マルチスレッドプログラミングにおける信頼性を大幅に高めてくれます。アプリケーションの要件に応じて、両者を適切に使い分けることが重要です。