[Java] Map 인터페이스란?

(1) Map 인터페이스

• Map은 키-값 (key-value) 쌍을 저장하는 자료 구조 형태를 정의한 인터페이스

 

key	value
이름	김덕배
출생	캘리포니아
모국	파푸아뉴기니

key-value 대응 관계 예시

 

 

package java.util;

public interface Map<K, V> {

    // 기본 동작
    int size();
    boolean isEmpty();
    boolean containsKey(Object key);
    boolean containsValue(Object value);
    V get(Object key);
    V put(K key, V value);
    V remove(Object key);
    void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m);
    void clear();

    // 조회 관련
    Set<K> keySet();
    Collection<V> values();
    Set<Map.Entry<K, V>> entrySet();

    // 기본 메서드 (Java 8+)
    default V getOrDefault(Object key, V defaultValue) {
        V v;
        return (((v = get(key)) != null) || containsKey(key)) ? v : defaultValue;
    }

    default void forEach(BiConsumer<? super K, ? super V> action) {
        for (Map.Entry<K, V> entry : entrySet()) {
            action.accept(entry.getKey(), entry.getValue());
        }
    }

    default void replaceAll(BiFunction<? super K, ? super V, ? extends V> function) {
        for (Map.Entry<K, V> entry : entrySet()) {
            entry.setValue(function.apply(entry.getKey(), entry.getValue()));
        }
    }

    // 내부 인터페이스
    interface Entry<K, V> {
        K getKey();
        V getValue();
        V setValue(V value);

        boolean equals(Object o);
        int hashCode();

        // 기본 메서드 (Java 8+)
        public static <K extends Comparable<? super K>, V> Comparator<Entry<K, V>> comparingByKey() { ... }
        public static <K, V extends Comparable<? super V>> Comparator<Entry<K, V>> comparingByValue() { ... }
    }
}

java.util.Map 인터페이스 요약본 (Java 8)

 

위의 Map 인터페이스 요약본에서 변수의 타입이 K 또는 V로 되어있는 것이 있다.

K는 Key를 의미하고, V는 Value를 의미하는 *Generic이다.

무슨 예약어 같은 것이 아니라, 무슨 용도인지를 알파벳 한 글자로 변수 명에 나타낸 것이다.

 

*Generic: 클래스 내부에서 사용할 타입을 외부에서 지정하는 기법이다.

---

(2) Map 주요 메서드

메서드	설명
put(K, V)	K에 해당하는 값 저장하며 기존 K와 중복될 경우, V를 덮어씌움
get(Object)	해당 K에 대한 V를 가져옴
remove(Object)	K에 해당하는 항목 제거
keySet()	K만 모아놓은 Set 반환
values()	V만 모아놓은 Collection 반환
entrySet()	K-V 쌍을 Map.Entry로 묶은 Set 반환
getOrDefault()	K가 없으면 기본값 반환
forEach()	모든 K-V 쌍에 대한 람다 실행
replaceAll()	V를 일괄적으로 변경

K는 Key, V는 Value

 

 

---

(3) Map.Entry

Map 인터페이스 내부에 Entry<K, V>라는 인터페이스가 중첩 선언되어있다.

이는 Map의 key-value 쌍 하나를 표현한 객체이다.

그리고 Map.Entry는 Map 객체에 entrySet() 메서드를 이용해 반환받을 수 있다.

이는 주로 Map을 반복할 때 사용된다.

 

// Map으로 선언된 값을 반복하여 순회
Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("kim", 20);
map.put("park", 22);

// entrySet()를 이용해 한 쌍의 Map을 각각 Map.Entry로 반환받아 사용
for(Map.Entry<String, Integer> entry : map.entrySet()) {
    System.out.println("key: " + entry.getKey());
    System.out.println("value: " + entry.getValue());
}

 

위 예시와 같이, Map에 저장된 여러 개의 key-value 쌍에서

하나의 key-value 쌍을 꺼내올 수 있다.

 

물론, Map.Entry로 반환받지 않아도 각 Map 항목의 key-value 값에 접근할 순 있다.

아래 코드를 보자.

 

// Map으로 선언된 값을 반복하여 순회
Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("kim", 20);
map.put("park", 22);

// keySet()를 이용해 Map 요소의 각 key 값을 반환받음
// 반환받은 key를 이용해 map.get(key)와 같은 형태로 value에 접근
for(String key : map.keySet()) {
    System.out.println("key: " + key);
    System.out.println("value: " + map.get(key));
}

 

위와 같이 key-value에 접근할 수 있지만,

Map.Entry로 반환받으면, 한 번에 key와 value에 접근할 수 있다.

물론, 필요하다면 setValue() 메서드로 value 값 수정도 가능하다.

 

이러한 Map.Entry 인터페이스의 주요 메서드는 아래와 같다.

 

메서드	설명
K getKey()	Entry의 K 반환
V getValue()	Entry의 V 반환
V setValue(V value)	현재 Entry의 V를 새로운 값으로 변경
boolean equals(Object o)	현재 Entry와 다른 Entry가 같은지 비교
int hashCode()	Entry의 해시코드 반환

K는 Key, V는 Value

 

---

(4) HashMap

• 기본적인 Map 인터페이스 구현체로, 빠르고 효율적
• 입력 순서 보장 X
• null 값 key 1개 허용
• 단일 스레드에서 주로 사용

Map<String, String> map = new HashMap<>();
map.put(null, "value"); // OK

 

 

---

(5) LinkedHashMap

• 입력 순서 유지
• null 값 key 1개 허용
• 캐시 구현(순서 기반)에 주로 사용

Map<String, String> map = new LinkedHashMap<>();
map.put("A", "Apple");
map.put("B", "Banana");
// A, B 순서 유지

 

---

(6) TreeMap

• key 기준 자동 정렬 (오름차순)
• 숫자일 경우 값, 문자열일 경우 유니코드 정렬
• null 값 key 비허용
• 일반적으로 Map으로서 HashMap보다 성능 떨어짐
• 내부적으로 *Red-Black Tree 사용
• 정렬된 상태 유지 및 정렬 데이터에 대한 범위 검색에 효율적

Map<String, Integer> map = new TreeMap<>();
map.put("banana", 2);
map.put("apple", 1);
// 자동 정렬: apple → banana

 

*Red-Black Tree: 부모 노드보다 작은 값을 가진 노드는 왼쪽 자식, 큰 값을 가진 노드는 오른쪽 자식에 배치하는 구조

 

---

(7) HashTable

• 모든 메서드가 synchronized
• 스레드 환경에서 안전
• null 값 key, value 비허용
• 레거시한 구조

Map<String, String> map = new Hashtable<>();
map.put(null, "value"); // 예외 발생

 

---

(8) ConcrurrentHashMap

• 멀티 스레드 환경에서 안전
• 동기화를 하지만, 부분 동기화이므로 성능 좋음 (부분적으로 lock 사용)
• null 값 key, value 비허용
• 실시간 서비스 등에 사용

---

(9) Map 인터페이스 구현체 정리

구현체	정렬	동기화	null 허용	사용처
HashMap	X	X	key에 null 1개 허용 value에 다수 null 허용	많이 사용되며, 빠르고 유연
LinkedHashMap	입력 순서 유지	X	key에 null 1개 허용 value에 다수 null 허용	순서 유지가 필요할 때
TreeMap	key 기준 자동 정렬	X	X (value에 다수 null 허용 )	key 기준 자동 정렬이 필요할 때
HashTable	X	전체 동기화	X	레거시 코드
ConcrurrentHashMap	X	부분 동기화	X	멀티 스레드 환경