[Java] Hashtable VS HashMap VS ConcurrentHashMap

Hashtable VS HashMap VS ConcurrentHashMap

Hashtable, HashMap, ConcurrentHashMap 모두 Map 인터페이스를 implements한 AbstractMap을 상속받아 구현하고 있다는 공통점이 있다.
따라서 세 클래스 모두 Map의 기능적으로만 보면 큰 차이는 없다.

Hashtable VS HashMap

• Hashtable
  모든 데이터 변경 메소드가 synchronized로 선언되어 있어서, 메소드 호출 전 스레드 간의 동기화 lock을 통해 멀티 스레드 환경에서 데이터의 무결성을 보장해준다.
  하지만 객체마다 Lock을 하나씩 가지고 있기 때문에 동시에 여러 작업을 해야할 때 병목현상이 발생할 수 밖에 없다.
  메소드에 접근하게 되면 다른 쓰레드는 Lock을 얻을 때까지 기다려야 하기 때문이다.
  Hashtable 클래스는 Thread-safe 하다는 특징이 있긴 하지만, 위와 같은 특징 때문에 멀티쓰레드 환경에서 사용하기에도 살짝 느리다는 단점이 있다.
  또한 Collection Framework가 나오기 이전부터 존재하는 클래스이기 때문에 최근에는 잘 사용하지 않는 클래스이다.

• HashMap
  Hashtable과 같은 동기화를 위한 장치가 없기 때문에 동기화 문제가 발생할 수 있다(non-thread-safe).
  synchronized 키워드가 존재하지 않기 때문에 Map 인터페이스를 구현한 클래스 중에서 성능이 제일 좋다고 할 수 있어 멀티 쓰레드 환경이 아니라면 HashMap을 사용하기에 대체적으로 적합하다.

그 외에 put()으로 삽입하고 get()으로 조회하는 것 등의 사용법은 일치한다.

병목현상(BottleNeck) : 전체 시스템의 성능이나 용량이 하나의 구성 요소로 인해 제한을 받는 현상.

ConcurrentHashMap

Hashtable 클래스의 단점을 보완하면서 Multi-Thread 환경에서 사용할 수 있도록 나온 클래스이다.
HashMap과 다르게 key, value에 null값을 허용하지 않고, putIfAbsent()라는 메소드를 갖고 있다.
동기화를 지원한다는 것이 Hashtable과 같지만 성능은 ConcurrentHashMap이 더 우수하다.

ConcuurentHashMap에는 Hashtable 과는 다르게 synchronized 키워드가 메소드 전체에 붙어 있지 않다.
get() 메소드에는 아예 synchronized가 존재하지 않고, put() 메소드에는 중간에 synchronized 키워드가 존재한다.

따라서 ConcurrentHashMap은 읽기 작업에는 여러 쓰레드가 동시에 읽을 수 있지만, 쓰기 작업에는 특정 세그먼트 또는 버킷에 대한 lock을 사용한다.
ConcurrentHashMap은 버킷 단위로 lock을 사용하기 때문에 같은 버킷만 아니라면 lock을 기다릴 필요가 없다는 특징이 있다. (버킷당 하나의 lock을 가지고 있다.)

즉, 여러 쓰레드에서 ConcurrentHashMap 객체에 동시에 데이터를 삽입, 참조하더라도 그 데이터가 다른 세그먼트에 위치하면 서로 lock을 얻기 위해 경쟁하지 않는다.

정리

	Hashtable	HashMap	ConcurrentHashMap
thread-safe (synchronized)	O	X	O
성능 순위	3	1	2
key, value에 null 허용	X	O	X
사용할 상황	잘 사용하지 않음	단일 스레드에서만 map을 사용하는 경우	멀티 스레드 환경에서 map을 사용하는 경우

Reference
https://j-i-y-u.tistory.com/30
https://devlog-wjdrbs96.tistory.com/269