자바에서 Vector와 Stack 컬렉션이 쓰이지 않는 이유?

자바 컬렉션 프레임워크 Vector와 Stack은 왜 안쓰는가?

C++ STL 중 Vector는 Stack과 다르게 random access가 가능하고, iterator 등 구성 원소에 접근이 용이한 여러 기능을 가지고 있어 널리 쓰인다.

Vector로 Stack형 자료구조를 구현하게 된다면 스택의 꼭대기가 아닌 맨 아래에 있는 원소를 참조할 수도 있고, 중간 부분에 원소를 추가하는 것 또한 가능하다.

반대로 Stack의 LIFO(Last In First Out) 기능에만 관심이 있고, 또 그것을 보장되게 하고 싶다면 Stack STL로 Stack형 자료구조를 구현하는게 좋을 것이다.

C++에서 Vector와 Stack은 사용자의 요구에 맞게 상황에 맞게 서로 혼용될 수 있는 편리한 STL인 것이다.

자바도 Vector와 Stack이라는 컬렉션 프레임워크를 가지고 있다. 그렇다면 자바에서도 Vector와 Stack이 서로의 장점을 살려 여러 용도로 쓰이고 있을까?

아니다. 아직 사용하는 사람들이 있어 Deprecated 되지만 않았을 뿐, 사실 둘 다 가급적 쓰여서는 안되는 컬렉션이다.

왜 그럴까?

Vector의 구현방법에 그 이유가 있다.

Vector는 get()과 set()역할을 하는 모든 메서드에 synchronized 키워드가 붙어 있다.

따라서 멀티스레드 프로그래밍을 하는게 아니라면, 비슷한 역할을 하는 ArrayList를 사용하는게 좋다. (ArrayList에는 synchronized 키워드가 전혀 없다.)

그렇다면 멀티스레드 프로그래밍을 하지 않는 상황에선 ArrayList를 사용하고, 멀티스레드 프로그래밍을 할 때에는 Vector 컬렉션을 사용하면 되는가?

그 또한 그렇지 않다. Vector의 모든 get() set() 등의 메서드에 synchronized가 붙어있는건 특정 상황에서 성능을 꽤 저하시킬 수 있다.

단순히 Vector에 Iterator를 붙여 순차적으로 item들을 탐색하기만 해도 원소탐색 시마다 get() 메서드의 실행을 위해 계속 lock을 걸고 닫으므로 Iterator연산과정 전체에 1번만 걸어주면 될 locking에 쓸데없는 오버헤드가 엄청나게 발생한다.

따라서 Vector는 특정 상황에서만 최적으로 동작하게 되고, 어떤 상황에서는 그렇지 않게 되므로 효율적인 Thread-safe 컬렉션이라고 할 수 없는 것이다.

그럼 멀티스레드 환경의 여부와 상관없이 Vector를 쓰지 말아야 된다는 건 알았다. 앞에서 멀티스레드 환경이 아닐 때 ArrayList를 써야 된다고 했는데, 그럼 멀티스레드 환경일 때는 어떤 컬렉션을 쓰는게 좋은가?

이 경우에도 마찬가지로 ArrayList를 사용하면된다.

ArrayList<T> al = new ArrayList<>(Collections.synchronizedList());

이와같이 ArrayList의 생성자에 매개변수로 Collections.synchronizedList()를 넘겨주게되면 thread-safe한 ArrayList를 사용할 수 있다.

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그럼 Stack의 경우도 살펴보자.

Stack이 사용되지 않아야 하는 이유도 Vector의 경우와 같다.

Stack에는 Vector처럼 get() set() 메서드가 있는 것도 아닌데 왜 그런걸까?

Stack이 Vector를 상속받기 때문이다.

Vector를 상속받게 된 Stack은 Vector의 기능을 전부 사용할 수 있게된다.

따라서 C++의 경우처럼 Stack STL이 완벽한 LIFO 구조를 가질 수도 없게되고, 앞서 말한 Vector의 모든 단점을 그대로 물려받게 되는 것이다.

그렇다면 Stack은 어떤 컬렉션 프레임워크로 대체되는게 좋은가?

일반적인 환경에서는 Deque을 가장 많이 쓴다.

자바에서 Deque를 구현하는 방법은 크게 LinkedList와 ArrayDeque가 있는데, 스택의 size가 엄청 커질 가능성이 있고 size의 변동성이 매우 큰 경우 즉각적인 메모리 공간 확보를 위해선 LinkedList방식이 적절하고, 그렇지 않은 경우는 자체 메모리 소모량이 적고 iterate의 효율이 좋은 ArrayDeque를 사용하면 된다.

그 외 특수한 상황을 더 고려해보자면, 멀티스레드 환경에서는 ConcurrentLinkedDeque를 사용하는게 좋고, 스택의 size가 제한되어있는 경우에 LinkedBlockingDeque를 사용하는 것을 고려해볼만 하다.

결론

Java의 Vector와 Stack은 멀티스레드 환경의 여부와 상관없이 대부분의 조건에서 성능 저하를 일으킨다.

Vector가 필요한 상황이라면 대신 ArrayList를 사용하는 것이 바람직하다.

마찬가지로 Stack 대신 Deque의 하위컬렉션을 상황에 맞게, 혹은 그냥 ArrayList를 사용하는 것이 적절하다.