java HashMap의 Thread-Safe이슈와 HashTable, ConcurrentHashMap

HashMap의 Thread-Safe이슈와 HashTable, ConcurrentHashMap

Thread-Safe란?

Thread-Safe란, 멀티 스레드 프로그램에서 어떤 객체나 함수 등이 여러 스레드로부터 동시에 접근이 이루어져도 문제 없이 실행이 가능한 것이다.
동기화(Synchronize)라고도 표현하며, 여러 쓰레드에서 작업이 이루어져도 데이터의 정합성이 유지되는 것이다.

멀티 스레드가 뭔데??

먼저 스레드란 프로세스 내에서 일을 처리하는 세부실행 단위를 뜻한다.
그렇다면 멀티 스레드란, 하나의 프로세스를 여러 개의 스레드로 나누어 수행해주는 것이다.
즉, 하나의 프로그램이 여러 작업을 동시에 수행할 수 있도록 해주는 것이며 이를 통해 수행 능력을 향상시켜 주는 개념이다.

HashMap에서 Thread-safe할까?

당연히 HashMap이 Thread-safe하다면 이 글을 작성하지 않았을 것이다.

HashMap의 경우, 여러 Thread에서 액세스하여 구조를 변경하는 경우(put, remove 등) 데이터의 정합성이 유지되지 않기 때문이다.

그렇기 때문에 멀티쓰레드환경에서 HashMap을 사용하는 경우 동기화된 블록에서 코드를 작성하는 등 조치를 취해야 하는데, 이 경우 교착 상태가 발생할 가능성이 크다.

그럼 뭘로 바꿔야하나??

일단 두 가지 Map을 제안한다.

• HashTable
• ConcurrentHashMap

HashTable

HashTable의 경우 HashMap과는 다르게 동기화를 보장해 준다.
HashMap과 거의 유사하지만, HashTable의 구현부를 확인해 보면 synchronized라는 내용이 작성되어 있다.
이는 데이터의 여러 작업을(get포함) 실행할 때에 다른 쓰레드의 작업을 block하여 thread-safe를 유지시킨다.

• 장점
  • 일단 장점은 당연히 Thread-safe하다는 것이다. HashMap에서 발생 가능한 문제를 해결해 준다.
• 단점
  • HashTable의 경우, 작업 도중 block을 걸게 된다. 이는 한 쓰레드에서 작업중인 경우 다른 곳에서의 작업이 차단된다는 것으로 당연히 속도 이슈가 생기게 된다.
    • 그리고 이렇게 작업하는 내내 다른 쓰레드에서의 접근을 막은면 멀티 쓰레드의 장점이 많이 퇴색하게 된다...

HashTable과 HashMap의 차이 중 또 다른 하나는 HashTable의 key와 value값에는 null을 넣을 수 없다는 것이다.

ConcurrentHashMap

위에서 설명한 HashTable의 경우는 동기화 시 Map전체에 block을 걸게 된다.
ConcurrentHashMap을 사용하는 경우는 이와는 다르게 한 Map내에서 사용하는 부분을 여러 segment로 쪼개서 일부에만 block을 걸어 준다.
즉 객체 전체에 block을 거는 HashTable과 달리 Segment단위의 block을 걸어 준다.

• 장점
  • HashTable에 비해 빠르다.
    • HashTable에서 A가 작업을 수행하는 동안 B, C, D는 모두 접근하지 못한다.
    • ConcurrentHashMap에서는 A가 데이터를 읽는 동안 B는 데이터를 추가하고, 만약 C가 B와 동일한 데이터를 변경하려 하면 block하는 등 segment의 이용별로 block을 해 주어 HashTable에 비해 속도가 느려질 염려가 없다.

ConcurrentHashMap도 key와 value값에는 null이 들어갈 수 없다.

결론

간단히 말해서...
당연하지만 HashMap의 속도가 가장 빠르다 그러므로

단일 쓰레드일때는 HashMap을 쓰고
멀티 쓰레드일때는 ConcurrentHashMap 쓰자
HashTable은 걍 쓰지말자~