JavaのConcurrentHashMapと同期HashMap（SynchronizedMap）の違いを徹底解説

はじめに

Javaでマルチスレッド環境下においてHashMapを安全に扱いたい場合、「ConcurrentHashMap」と「Collections.synchronizedMap()」による同期HashMapという2つの選択肢があります。一見するとどちらもスレッドセーフなマップを提供しますが、内部のロック機構、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、両者の違いを比較表とサンプルコードを交えてわかりやすく解説します。

ConcurrentHashMapとは

ConcurrentHashMapは、JDK 1.5で導入されたクラスです。マップへの追加や更新を行う際、バケット単位（セグメント／フラグメントと呼ばれる領域）に対してのみロックを適用します。そのため、あるスレッドが書き込み中であっても、他のスレッドは別の領域に対して読み書きを行うことができ、並行した読み書き操作が実現できます。

SynchronizedMap（同期HashMap）とは

Collections.synchronizedMap()は、コレクションフレームワークのCollectionsクラスが提供するメソッドです。このメソッドはコレクション全体にロックをかけるため、あるスレッドがマップにアクセスしている間、他のスレッドは同じマップに一切アクセスできません。

ConcurrentHashMapとSynchronizedMapの比較表

SynchronizedMapのサンプルコード

public class SynchronizedMapExample {
    public static void main(String[] args) {
        Map<Integer,String> laptopmap = new HashMap<Integer,String>();
        laptopmap.put(1,"IBM");
        laptopmap.put(2,"Dell");
        laptopmap.put(3,"HCL");
        // 同期マップを作成
        Map<Integer,String> syncmap = Collections.synchronizedMap(laptopmap);
        System.out.println("Synchronized map is : "+syncmap);
    }
}

ConcurrentHashMapのサンプルコード

public class ConcurrentHashMapExample {
    public static void main(String[] args) {
        // ConcurrentHashMapを使用
        Map<Integer,String> laptopmap = new ConcurrentHashMap<Integer,String>();
        laptopmap.put(1,"IBM");
        laptopmap.put(2,"Dell");
        laptopmap.put(3,"HCL");
        System.out.println("ConcurrentHashMap is: "+laptopmap);
    }
}

まとめ：どちらを選ぶべきか

高い並行性が求められるマルチスレッド環境では、部分的なロックによって優れたスループットを実現できるConcurrentHashMapが推奨されます。一方、並行アクセスが少なくシンプルな用途であれば、既存のHashMapを簡単にラップできるSynchronizedMapでも十分です。ただし、nullキーの可否や反復処理時の例外挙動が異なるため、要件に応じて適切に使い分けることが重要です。