Java HashMapとLinkedHashMapの違いを完全ガイド！性能と用途を徹底比較
生徒
「Javaでデータをキーと値のペアで管理したいのですが、MapにはHashMapとLinkedHashMapがあると聞きました。何が違うのでしょうか？」
先生
「どちらも便利なクラスですが、一番の違いはデータの『並び順』を保持するかどうか、という点にあります。これによって使いどころが変わってきますよ。」
生徒
「並び順、ですか。例えば名簿を作るときに、登録した順番を覚えておきたい場合はどちらがいいんですか？」
先生
「その場合はLinkedHashMapが最適です。それぞれの特徴を詳しく解説していきますので、パフォーマンスの違いも一緒に学んでいきましょう！」
1. JavaのMapインターフェースの基本をおさらい
Javaのプログラミングにおいて、コレクションフレームワークは、複数のデータを効率よく扱うための重要な仕組みです。その中でもMapインターフェースは、「キー（Key）」と「値（Value）」を1セットとして管理するデータ構造を表します。最大の特徴は、キーを使って値を直接取り出せる点にあります。
イメージとしては、国語辞典や英和辞典を思い浮かべると分かりやすいでしょう。調べたい単語が「キー」、その意味が「値」です。ページを最初から順番に読む必要はなく、キーを指定すればすぐに対応する値を取得できます。この「素早く探せる」性質が、Mapが多くの場面で使われる理由です。
Javaでよく利用されるMapの実装クラスには、HashMap、LinkedHashMap、TreeMapなどがあります。どれもMapという共通のルールに従っていますが、内部の仕組みやデータの並び方が異なります。初心者のうちは、まず「Mapとは何か」「どんな決まりがあるのか」を理解することが最優先です。
Mapの基本ルールとして必ず押さえておきたいのが、「キーは重複できない」という点です。同じキーで値を追加すると、後から入れた値で上書きされます。一方で、値は同じ内容を何度使っても問題ありません。この性質を理解しておくと、後でHashMapやLinkedHashMapを学ぶ際に混乱しにくくなります。
まずは、Mapを使うとどのようにデータを保存し、取り出せるのかを、超シンプルなサンプルで確認してみましょう。
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class MapBeginnerExample {
public static void main(String[] args) {
// Mapの作成（ここでは一番基本的なHashMapを使用）
Map<String, String> animals = new HashMap<>();
// データを追加（キーと値をセットで保存）
animals.put("dog", "いぬ");
animals.put("cat", "ねこ");
animals.put("bird", "とり");
// キーを指定して値を取り出す
System.out.println(animals.get("dog")); // いぬ
System.out.println(animals.get("cat")); // ねこ
}
}
このサンプルでは、「dog」や「cat」といったキーを指定することで、対応する日本語の値をすぐに取り出しています。順番に並んだ配列とは違い、「何番目か」を意識せず、キーさえ分かれば目的のデータに直接アクセスできる点がMapの大きな強みです。この基本を理解できれば、Mapは一気に身近な存在になります。
2. HashMapの特徴とメリット・デメリット
HashMapは、JavaでMap（キーと値をセットで管理する仕組み）を扱うときに、最もよく使われる実装クラスです。内部では「ハッシュテーブル」という仕組みを利用しており、キーを指定して値を探す処理が非常に速いのが最大の特徴です。データ量が増えても、基本的には処理速度がほとんど落ちないため、実務でも頻繁に採用されています。
一方で、HashMapには初心者がつまずきやすい重要な注意点があります。それは「データの並び順を一切保証しない」という点です。追加した順番がそのまま保たれることはなく、数値順や文字順に自動で並ぶこともありません。内部で計算されたハッシュ値をもとに管理されるため、プログラムを実行するたびに表示順が変わることもあります。
この性質から、HashMapは「順序よりもスピードを重視したい場面」に向いています。例えば、ユーザーIDからユーザー名を素早く取得したい場合や、設定情報・集計結果を一時的に保存するような用途では非常に相性が良いです。逆に、表示順が重要な処理では別のMapを選ぶ必要があります。
まずは、HashMapが「キーを指定するとすぐに値を取り出せる便利な箱」だとイメージすると理解しやすいでしょう。
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class HashMapBasicExample {
public static void main(String[] args) {
// HashMapの作成（キーと値のペアを保存する）
Map<String, String> fruits = new HashMap<>();
// データを追加（キー, 値）
fruits.put("Apple", "りんご");
fruits.put("Banana", "バナナ");
fruits.put("Cherry", "さくらんぼ");
// キーを指定して値を取得
System.out.println(fruits.get("Apple"));
// 全てのデータを表示（順序は保証されない）
for (Map.Entry<String, String> entry : fruits.entrySet()) {
System.out.println(entry.getKey() + " : " + entry.getValue());
}
}
}
りんご
Banana : バナナ
Apple : りんご
Cherry : さくらんぼ
この例では、「Apple」というキーを指定するだけで、対応する「りんご」という値をすぐに取得できます。このように、HashMapは検索処理がとても高速ですが、表示される順番は毎回同じとは限らない点を必ず覚えておきましょう。
3. LinkedHashMapの特徴と順序保持の仕組み
LinkedHashMapは、HashMapの機能を拡張したクラスです。HashMapの高速な検索性能を持ちつつ、さらに「要素を追加した順番」を記憶し続けるという強力な特性を持っています。これは、内部でハッシュテーブルに加えて、要素同士を双方向の連結リスト（LinkedList）で繋いでいるためです。
プログラムを作成していると、「画面から入力された順番で処理したい」「設定ファイルに書かれた順番を維持したい」といったケースが多々あります。そうした場面でLinkedHashMapは非常に重宝します。また、コンストラクタの設定を変えることで、単なる「追加順」だけでなく、最近アクセスした順番に並び替える「アクセス順」での保持も可能です。
ただし、順番を管理するためのメモリを余分に消費し、要素を追加する際のオーバーヘッド（追加処理）もHashMapに比べるとわずかに大きくなります。しかし、現代のコンピュータの性能を考えれば、極端に大量のデータを扱わない限り、その差が問題になることは少ないでしょう。
import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;
public class LinkedHashMapExample {
public static void main(String[] args) {
// LinkedHashMapの生成（挿入順を保持）
Map<Integer, String> rank = new LinkedHashMap<>();
// データの追加（1位、2位、3位の順）
rank.put(1, "金メダル");
rank.put(2, "銀メダル");
rank.put(3, "銅メダル");
// データの出力（必ず追加した順に出る）
for (Map.Entry<Integer, String> entry : rank.entrySet()) {
System.out.println(entry.getKey() + "位 : " + entry.getValue());
}
}
}
1位 : 金メダル
2位 : 銀メダル
3位 : 銅メダル
4. HashMapとLinkedHashMapの性能比較テスト
ここでは、実際に大量のデータを投入した際の速度差を考察します。一般的に、実行速度は「HashMap ＞ LinkedHashMap」となります。LinkedHashMapは、新しい要素を入れる際に「前の要素はどれか、次の要素はどれか」というリンク情報を更新する手間が発生するためです。
しかし、Map全体をループ（反復処理）して中身を確認する「イテレーション」の速度に関しては、LinkedHashMapの方が有利になる場合があります。HashMapはバケットと呼ばれる内部配列の全領域をスキャンする必要がありますが、LinkedHashMapはリストを辿るだけで済むからです。スカスカの大きなMapをループする場合は、LinkedHashMapの方が高速に動作することもあります。
実際の開発現場では、ミリ秒単位の極限のチューニングが必要な場合を除き、まずは「順序が必要か」という論理的な要件で選ぶのが正解です。性能面での違いは「微差」であると理解しておけば、初心者としては十分でしょう。
5. どのようなシーンで使い分けるべきか
具体的な使い分けの基準を整理しましょう。HashMapを選ぶべきシーンは、順序が全く関係なく、IDやキーを用いた検索がメインとなる場合です。APIのレスポンスデータを一時的に保持したり、単語の出現頻度をカウントしたりする処理などが挙げられます。最も標準的な選択肢と言えます。
一方で、LinkedHashMapを選ぶべきシーンは、出力結果の見た目や処理順序が重要な場合です。例えば、Webサイトのパンくずリストや、コンボボックスの選択肢などをMapで管理し、それを画面に表示する際は、定義した順番通りに出てこないとユーザーが混乱してしまいます。また、LRU（Least Recently Used）キャッシュという「古いデータから消していく」仕組みを作る際にも、アクセス順を保持できるLinkedHashMapが非常に便利です。
開発の初期段階ではHashMapを使い、デバッグ中や仕様変更で「やっぱり順序がバラバラだと困るな」と感じたときに、LinkedHashMapに差し替えるという進め方でも問題ありません。Javaの多態性（ポリモーフィズム）を利用して、宣言を Map<K, V> map = new ... としておけば、右側のクラス名を書き換えるだけで済みます。
6. nullの扱いやスレッドセーフについて
HashMapとLinkedHashMapの共通点として、どちらも「null」を許容するという性質があります。一つのキーとしてnullを格納することもできますし、値としてnullを複数格納することも可能です。この柔軟性は便利ですが、プログラム中でnullを扱う際はNullPointerExceptionが発生しないよう注意が必要です。
また、これらのクラスは「スレッドセーフ」ではありません。つまり、複数のスレッドから同時に一つのMapを操作（追加や削除）すると、内部データが破損したり予期せぬエラーが発生したりする可能性があります。マルチスレッド環境でMapを使用する場合は、Collections.synchronizedMap メソッドでラップするか、ConcurrentHashMap という別のスレッドセーフなクラスを検討する必要があります。
初心者のうちは、まずはシングルスレッド（通常のメインメソッドからの実行など）で、安全にデータの追加・取得ができるようになることを目指しましょう。nullの扱いについても、できるだけnullを入れない設計にすることで、バグの少ない綺麗なコードを書くことができます。
7. 実践的なサンプル：社員管理システムでの比較
より実務に近い例で考えてみましょう。社員のIDと名前を管理する簡単なプログラムを作成します。HashMapを使った場合とLinkedHashMapを使った場合で、最終的な名簿の出力がどう変わるかを確認してみてください。この違いを理解することで、Mapの使い分けがより直感的になります。
import java.util.HashMap;
import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;
public class EmployeeManagement {
public static void main(String[] args) {
// 1. HashMapの場合（順序がバラバラになる可能性あり）
Map<String, String> hashEmployees = new HashMap<>();
hashEmployees.put("E001", "田中");
hashEmployees.put("E002", "佐藤");
hashEmployees.put("E003", "鈴木");
System.out.println("--- HashMapの結果 ---");
hashEmployees.forEach((id, name) -> System.out.println(id + ":" + name));
// 2. LinkedHashMapの場合（登録した順序が守られる）
Map<String, String> linkedEmployees = new LinkedHashMap<>();
linkedEmployees.put("E001", "田中");
linkedEmployees.put("E002", "佐藤");
linkedEmployees.put("E003", "鈴木");
System.out.println("\n--- LinkedHashMapの結果 ---");
linkedEmployees.forEach((id, name) -> System.out.println(id + ":" + name));
}
}
--- HashMapの結果 ---
E002:佐藤
E001:田中
E003:鈴木
--- LinkedHashMapの結果 ---
E001:田中
E002:佐藤
E003:鈴木
8. LinkedHashMapの高度な使い方：アクセス順モード
LinkedHashMapの隠れた強力な機能に「アクセス順の保持」があります。通常のコンストラクタでは追加順（挿入順）になりますが、特定の引数を渡すことで、getメソッドやputメソッドでアクセスされた要素を末尾に移動させるモードに切り替えることができます。これにより、「最近使ったものを後ろに、使っていないものを前に」並べることが可能です。
この機能は、限られたメモリの中でデータを保持する「キャッシュシステム」を自作する際に非常に役立ちます。例えば、要素がいっぱいになったら先頭（最も古く、かつ最もアクセスされていないデータ）を削除するというアルゴリズムが、LinkedHashMapのメソッドを一行オーバーライドするだけで実装できてしまいます。初心者を脱却して中級者を目指すなら、ぜひ知っておきたい知識です。
import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;
public class AccessOrderExample {
public static void main(String[] args) {
// 第3引数をtrueにするとアクセス順モードになる
// (初期容量16, 負荷係数0.75f, アクセス順true)
Map<String, Integer> scores = new LinkedHashMap<>(16, 0.75f, true);
scores.put("国語", 80);
scores.put("数学", 90);
scores.put("英語", 75);
// 「国語」にアクセスしてみる
scores.get("国語");
// 出力すると、最後に触った「国語」が一番後ろに移動している
System.out.println("アクセス順での出力:");
for (String key : scores.keySet()) {
System.out.println(key);
}
}
}
アクセス順での出力:
数学
英語
国語
9. どちらを使うか迷ったら
Javaのプログラミングにおいて、HashMapとLinkedHashMapのどちらを使うべきか迷った時の判断基準は非常にシンプルです。まずは「順序を保持する必要があるか？」と自問自答してください。もしYesであれば、迷わずLinkedHashMapを選択しましょう。順序がバラバラでも全く問題ない、あるいは少しでもメモリを節約し、検索速度を最大化したい場合はHashMapを選択するのが王道です。
Javaのコレクションフレームワークは、このように用途に応じた実装クラスが豊富に用意されているのが魅力です。Mapの他にもListやSetといったインターフェースがあり、それぞれに特性の異なるクラスが存在します。これらを適切に使い分けられるようになることが、効率的で読みやすいプログラムを書くための第一歩です。
今回学んだHashMapとLinkedHashMapは、どちらも現場で非常に多用されます。HashMapはデータの入れ物としての基本、LinkedHashMapは「順番」という付加価値を持つ便利なツールとして、それぞれの特徴をしっかり記憶しておきましょう。実際に自分でコードを書いて、データの並び順がどう変化するかを確かめてみるのが一番の近道ですよ！
