[자바]HashMap과 HashTable의 차이점

HashMap은 Java Collections Framework에 속한 구현체 클래스입니다. Java Collections Framework는 1998년 12월에 발표한 Java 2에서 정식으로 선보였습니다. Map 인터페이스 자체는 Java 5에서 Generic이 적용된 것 외에 처음 선보인 이후 변화가 없지만, HashMap 구현체는 성능을 향상시키기 위해 지속적으로 변화해 왔습니다.

개요

HashMap과 Hashtable은 Map인터페이스를 상속받아 구현되어 데이터를 키와 값으로 관리하는 자료구조이다.

큰 특징으로는 키(Key)가 데이터를 추출할 때 구분자로 활용하는 방식을 취하는데 이는 리스트 인터페이스와 같은 자료구조보다 탐색에 있어 더 높은 효율을 기대할 수 있다.

공통 정의

키에 대한 해시 값을 사용하여 값을 저장하고 조회하며, 키-값 쌍의 개수에 따라 동적으로 크기가 증가하는 associate array

이 associate array를 지칭하는 다른 용어가 있는데, 대표적으로 Map, Dictionary, Symbol Table 등이다.

( 출처 :https://d2.naver.com/helloworld/831311 )

차이점

해시 충돌

• HashMap은 보조 해시 함수(Additional Hash Function)를 사용하기 때문에 보조 해시 함수를 사용하지 않는 HashTable에 비하여 해시 충돌(hash collision)이 덜 발생할 수 있어 상대으로 성능상 이점이 있다.
• 보조 해시 함수가 아니더라도, HashTable 구현에는 거의 변화가 없는 반면, HashMap은 지속적으로 개선되고 있다.

Java HashMap에서 사용하는 방식은 Separate Channing이다. Open Addressing은 데이터를 삭제할 때 처리가 효율적이기 어려운데, HashMap에서 remove() 메서드는 매우 빈번하게 호출될 수 있기 때문이다.

게다가 HashMap에 저장된 키-값 쌍 개수가 일정 개수 이상으로 많아지면, 일반적으로 Open Addressing은 Separate Chaining보다 느리다. Open Addressing의 경우 해시 버킷을 채운 밀도가 높아질수록 Worst Case 발생 빈도가 더 높아지기 때문이다. 반면 Separate Chaining 방식의 경우 해시 충돌이 잘 발생하지 않도록 '조정'할 수 있다면 Worst Case 또는 Worst Case에 가까운 일이 발생하는 것을 줄일 수 있다.

동기화

HashMap의 경우 동기화를 지원하지 않는다. ( Thread-Safe하지 못하다. )Collections.synchronizedMap(hashMap) 등을 이용하여 동기화 처리 후 사용해야한다.

반면 다중 스레드 환경에서HashTable은 동기화를 지원한다. 하지만 한 자바 관련 서적에 의하면 Vector의 상위개념인 ArrayList의 사용을 권장하듯 새로운 버전인 HashMap을 활용하고 동기화가 필요한 시점에서는 Java 5부터 제공하는 ConcurrentHashMap을 사용하는 것이 더 좋은 방법이라 표현한다.

추가로 속도적인 측면에서도 구형이라 할 수 있는 Hashtable은 동기화 처리라는 비용때문에HashMap에 비해 더 느리다고 한다.

MultiThread 환경에서 동기화 처리가 필요하다면 ConcurrentHashMap을 사용하는 것이 안정적이다. 동기화가 필요하지 않은 경우라면 그냥 HashMap을 사용하자. Hashtable은 Thread-Safe 하긴 하나 느리다는 단점이 있다.

출처: https://tomining.tistory.com/169 [마이너의 일상]

반환값: iterator, enumeration

HashMap은 저장된 요소들의 순회를 위해 Fail-Fast Iterator를 반환한다 . (ConcurrentHashMap의 경우에는 Fail-Safe Iterator)

HashTable은 같은 경우 Enumeration을 반환한다.

Enumeration과Iterator는 컬렉션에 저장된 요소를 접근하는데 사용되는 인터페이스이다.

Enumeration은 컬렉션 프레임워크 이전에 사용되던 인터페이스로 Iterator의 사용을 권장한다.

Iterator엔 remove()메소드가 추가되었고 메소드 네이밍이 간략화되었다.

그리고 다른 스레드(lock된 상황에서)에서 해당 자료에 요소를 수정(삽입, 삭제, 수정 등)이 발생하면 ConcurrentModificationException을 발생시켜 일관성을 보장한다. 이를 Fail-Fast Iterator라 한다.

ConcurrentHashMap의 경우 Map의 복사본을 참조하는 Iterator를 반환하며 다시 반환받은 시점에 Map에 수정이 있을 경우 해당 Iterator는 반영되지 않는다. 고로 ConcurrentModificationException또한 발생하지 않는다. 이는 약한 일관성(Weakly Consistent)를 제공하지만 다중 스레드상황에서 해당 Map의 무결성을 보장한다.

추가로 ListIterator가 있는데 이는 단방향만을 제공하는 Iterator의 기능을 향상시킨 것이다.

Iterator it = list.iterator();
it.next();

ListIterator li = list.listIterator();
li.next();
li.previous();

와 같이 이전을 활용할 수 있다.

다만 List 인터페이스를 상속한 컬렉션에서만 사용가능하다.

예제

HashMap

HashMap<String, Integer> map = new HashMap<String, Integer>();
map.put("a", new Integer(1));
map.put("b", new Integer(2));
map.put("c", new Integer(3));
System.out.println(map.get("a"));
System.out.println(map.get("b"));
System.out.println(map.get("c"));

해시맵과 해시테이블은 사용법이 매우 흡사하다. 선언 시 키와 값의 자료형을 선언하지 않아도 활용이 가능하다.

HashMap Iterator

HashMap<String, Integer> map = new HashMap<String, Integer>();
map.put("a", new Integer(1));
map.put("b", new Integer(2));
map.put("c", new Integer(3));
Iterator mapIt = map.keySet().iterator();
if (mapIt.hasNext()) {
    System.out.println(mapIt.next());
}

Map 인터페이스를 구현한 컬렉션 클래스인 HashMap은 키와 값이 쌍으로 저장되어 있기 때문에 iterator()를 직접 호출하여 사용할 수 없다. 대신 keySet()이나 entrySet()과 같은 메서드를 활용하여 키또는 값을 따로 Set의 형태로 얻어 온 후 다시 iterator()를 호출하여 활용할 수 있다.

4) 참고

http://warmz.tistory.com/entry/컬렉션-프레임워크-Enumeration-Iterator-ListIterator
http://darksilber.tistory.com/entry/HashMap-HashTable-HashSet-의-차이점-외-기타
http://firedev.tistory.com/entry/Java-HashMap과-Hashtable-의-차이점
http://www.jpstory.net/2013/11/difference-hashtable-hashmap-concurrenthashmap/#iterator_vs_enumeration
https://d2.naver.com/helloworld/831311
https://odol87.tistory.com/3
https://tomining.tistory.com/169