Collections(컬렉션)

객체 그룹을 저장하고 조작하는 아키텍처를 제공하는 프레임워크

• 컬렉션 프레임워크 계층 구조

Collection Tree Diagram

Collection Interface

Iterator 인터페이스를 상속한 가장 기본이 되는 인터페이스로 add, remove, contains, isEmpty, size, toArray 등의 메소드를 가지고 있다.

Collections vs Collection

Collections는 인스턴스화할 수 없는 클래스이며, Collection 인터페이스를 구현한 클래스들을 다루는 static 메서드를 제공한다.

public class Collections {

    // Suppresses default constructor, ensuring non-instantiability.
    private Collections() {
    }
}

제공 메서드

Collection 하위 Class 특징

Class	Base Class	Base Interface	Duplicate	Order	Sort	Description
ArrayList	AbstractList	List	O	O	X	배열 기반의 리스트
Vector	AbstractList	List	O	O	X	동기화를 지원하는 배열 기반의 리스트
Stack	Vector	List	O	O	X	Vector의 하위 클래스로 LIFO 구조의 스택
LinkedList	AbstractSequentialList	List, Deque	O	O	X	연결 리스트 기반의 리스트
ArrayDeque	AbstractCollection	Deque	O	O	X	배열 기반의 덱
PriorityQueue	AbstractQueue	Queue	O	O	O	우선순위 큐
HashSet	AbstractSet	Set	X	X	X	해시 테이블 기반의 집합
LinkedHashSet	HashSet	Set	X	O	X	해시 테이블과 연결 리스트 기반의 집합
TreeSet	AbstractSet	SortedSet	X	O	O	이진 검색 트리 기반의 집합

Vector & Stack 사용하지 않는 이유

Vector는 ArrayList와 같이 List 인터페이스를 구현한 컬렉션 프레임워크이며, 쓰레드 안전 여부를 제외하고는 ArrayList와 거의 동일하다. 하지만 아래와 같은 이유로 현재 더 이상 사용하지 않는 것을 권장하고 있다.

1. synchronized로 인한 성능 저하

Stack과 Vector는 거의 모든 메서드에 synchronized 키워드가 붙어있어 멀티 쓰레드 환경에서 안전하게 사용할 수 있지만, 이로 인해 성능이 저하된다. 동기화 처리라는 장점이 있다고 생각할 수 있지만, 메서드 레벨에서만 동기화 처리가 되어있어 여러 메서드를 호출하는 경우에는 여전히 안전하지 않다.

public static void main(String[] args) {
    // ...
    if (!vector.isEmpty()) { // 이 시점에 다른 스레드가 remove를 수행할 수 있음
        vector.remove(0);
    }
}

** ConcurrentHashMap와 같은 동시성 컬렉션들은 내부적으로 CAS(Compare And Swap)를 사용하여 동기화 문제를 해결하고 있다.

후입선출 구조 위반

Stack에는 후입선출을 위한 메서드만 존재하지만, Vector는 List 인터페이스를 구현하고 있어 get, add, remove 등의 메서드를 사용할 수 있다. 이는 Stack의 후입선출 구조를 위반하여 원하는 위치에 자유롭게 접근할 수 있게 된다.

public static void main(String[] args) {
    Stack<Integer> stack = new Stack<>();
    stack.push(1);
    stack.push(2);
    stack.push(3);

    stack.add(1, 4); // Stack의 후입선출 구조를 위반
    stack.remove(1); // Stack의 후입선출 구조를 위반
}

참고자료

• java T point

• Oracle Docs