[Java] HashMap vs TreeMap vs LinkedHashMap, 어떤 상황에서 써야 할까?

 

목차

 

 

지금까지 List와 Set의 구현체들을 살펴봤다면, 이제 Key-Value 구조의 Map 인터페이스 구현체들을 비교해 볼 차례입니다.

Map은 데이터를 키-값 쌍으로 저장하는 자료구조로, 빠른 검색과 효율적인 데이터 관리에 필수적입니다.

 

이번 글에서는 Java Map 인터페이스의 기본 개념부터, 대표 구현체인 HashMap, TreeMap, LinkedHashMap의 특징과 성능을 한눈에 비교해보겠습니다.

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🗂️ Map 인터페이스란?

Map은 Key-Value 형태로 데이터를 저장하는 자료구조로, Key는 중복이 불가능하며 Value는 중복이 가능합니다.

Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("Apple", 1000);   // Key: "Apple", Value: 1000
map.put("Banana", 1500);  // Key: "Banana", Value: 1500

Integer price = map.get("Apple");  // 1000 반환

 

주요 특징

• Key는 중복 불가, Value는 중복 가능
• Key를 통한 빠른 검색 가능
• null 허용 여부와 순서 보장 여부는 구현체마다 다름

 

Map의 핵심 메서드

메서드	설명
put(K key, V value)	키-값 쌍 추가 또는 수정
get(Object key)	키로 값 조회
remove(Object key)	키-값 쌍 삭제
containsKey()	키 존재 여부 확인
keySet()	모든 키 반환
values()	모든 값 반환
entrySet()	모든 키-값 쌍 반환

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🔎 HashMap vs TreeMap vs LinkedHashMap

HashMap 

HashMap은 해시 테이블 기반의 Map으로 가장 많이 사용되는 구현체입니다.

Map<String, Integer> hashMap = new HashMap<>();
hashMap.put("Banana", 1500);
hashMap.put("Apple", 1000);
hashMap.put("Cherry", 2000);

System.out.println(hashMap);
// 출력 예: {Cherry=2000, Apple=1000, Banana=1500} - 순서 보장 안됨

• 순서 보장 안됨: 해시값에 따라 저장 순서 결정
• 빠른 성능: 평균 O(1) 시간복잡도
• null 허용: Key와 Value 모두 null 가능 (Key는 하나만)
• 비동기: 멀티스레드 환경에서 안전하지 않음

 

TreeMap 

TreeMap은 이진 검색 트리(Red-Black Tree) 기반으로 자동 정렬 기능을 제공합니다.

Map<String, Integer> treeMap = new TreeMap<>();
treeMap.put("Banana", 1500);
treeMap.put("Apple", 1000);
treeMap.put("Cherry", 2000);

System.out.println(treeMap);
// 출력: {Apple=1000, Banana=1500, Cherry=2000} - 키 기준 자동 정렬

• 자동 정렬: 키 기준으로 자동 정렬 유지
• NavigableMap 구현: 범위 검색, 근접 키 찾기 가능
• null 불가: Key에 null 사용 불가 (Value는 가능)
• 느린 성능: O(log n) 시간복잡도

 

LinkedHashMap 

LinkedHashMap은 해시 테이블 + 이중 연결 리스트 구조로, 입력 순서를 유지합니다.

Map<String, Integer> linkedHashMap = new LinkedHashMap<>();
linkedHashMap.put("Banana", 1500);
linkedHashMap.put("Apple", 1000);
linkedHashMap.put("Cherry", 2000);

System.out.println(linkedHashMap);
// 출력: {Banana=1500, Apple=1000, Cherry=2000} - 삽입 순서 유지

• 삽입 순서 유지: 요소가 추가된 순서를 기억
• HashMap과 유사한 성능: 평균 O(1) 시간복잡도
• null 허용: Key와 Value 모두 null 가능
• 추가 메모리: 순서 유지를 위한 연결 리스트 오버헤드

 

성능과 특징 비교

특성	HashMap	TreeMap	LinkedHashMap
순서 보장	❌	✅ (정렬)	✅ (삽입 순서)
정렬	❌	✅ (자동)	❌
null Key	✅ (1개)	❌	✅ (1개)
null Value	✅	✅	✅
검색/삽입/삭제	O(1) 평균	O(log n)	O(1) 평균
메모리 사용	적음	중간	많음
사용 목적	빠른 검색	정렬/범위 검색	순서 유지, LRU 캐시 등

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💻 실전 활용 예제

1️⃣ HashMap - 사용자 정보 관리

Map<String, String> userMap = new HashMap<>();
userMap.put("user001", "김자바");
userMap.put("user002", "이코딩");

String userName = userMap.get("user001");  // O(1) 빠른 검색

 

2️⃣ TreeMap - 성적 관리 시스템

Map<String, Integer> scoreMap = new TreeMap<>();
scoreMap.put("홍길동", 85);
scoreMap.put("김영희", 92);

System.out.println(scoreMap);  // Key 기준 정렬

 

고급 기능 예시

TreeMap<String, Integer> treeScoreMap = (TreeMap<String, Integer>) scoreMap;
String firstStudent = treeScoreMap.firstKey();  // 가장 작은 Key
String higherStudent = treeScoreMap.higherKey("김영희");  // 바로 다음 Key

 

3️⃣ LinkedHashMap - 웹 캐시 시스템 (LRU)

public class LRUCache<K, V> extends LinkedHashMap<K, V> {
    private final int maxSize;

    public LRUCache(int maxSize) {
        super(16, 0.75f, true);  // accessOrder=true
        this.maxSize = maxSize;
    }

    @Override
    protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K, V> eldest) {
        return size() > maxSize;
    }
}

// 사용 예
LRUCache<String, String> cache = new LRUCache<>(3);
cache.put("page1", "내용1");
cache.put("page2", "내용2");
cache.get("page1");  // page1이 최근으로 이동
cache.put("page4", "내용4");  // 오래된 page2 제거

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🔍 null 허용 여부와 동시성 주의

• HashMap: Key, Value 모두 null 허용
• TreeMap: Key는 null 불가 (예외 발생), Value는 null 허용
• LinkedHashMap: Key, Value 모두 null 허용

 

동시성 처리는 직접 동기화하거나 ConcurrentHashMap을 사용해야 합니다.

Map<String, Integer> safeMap = Collections.synchronizedMap(new HashMap<>());
// 혹은
Map<String, Integer> concurrentMap = new ConcurrentHashMap<>();

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🛠️ Map 선택 가이드

• 🔸 HashMap → 가장 일반적, 빠른 성능이 필요할 때
• 🔸 TreeMap → Key 정렬/범위 검색이 필요할 때
• 🔸 LinkedHashMap → 삽입 순서 유지, 캐시 구현

실무에서는 90% 이상이 HashMap으로도 충분합니다. 특수한 경우에만 TreeMap, LinkedHashMap을 선택해도 무방합니다.

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🙌 마무리

이번 글에서는 Java의 Map 인터페이스와 그 대표 구현체(HashMap, TreeMap, LinkedHashMap)의 구조와 성능을 비교해 봤습니다.

Map은 자바 개발에서 데이터 저장의 핵심 도구인 만큼, 각 구현체의 특징을 잘 이해하고 상황에 맞게 선택하는 것이 중요합니다.

 

다음 글에서는 Iterator와 Stream API를 활용한 컬렉션 순회 방법을 다뤄보겠습니다.

궁금한 점이나 더 알고 싶은 부분이 있다면 댓글로 남겨주세요! 😊