4. スレッドセーフなコレクション (41-55)

Java Gold試験において、このセクションは「マルチスレッド環境でも壊れないデータの器」を扱います。従来のArrayListやHashMapはスレッドセーフではないため、複数のスレッドで同時に書き込むとデータが破損したり例外（ConcurrentModificationException）が発生したりします。

41番から55番まで、主要なスレッドセーフ・コレクションを網羅して解説します。

41, 53. ConcurrentHashMap¶

HashMapのスレッドセーフ版です。全体をロックするのではなく、内部を分割してロック（セグメントロック）するため、高パフォーマンスです。

Java

// 41. 宣言
Map<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap<>();

// 53. 試験ポイント：nullはキーにも値にも絶対に使えない（NullPointerExceptionが発生）
// map.put(null, 1); // 実行時エラー
// map.put("key", null); // 実行時エラー

42, 54. CopyOnWriteArrayList¶

「書き込み時に配列全体をコピーする」という特殊なリストです。

Java

// 42. 宣言
List<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();
list.add("A");

// 54. Iteratorの挙動（fail-safe）
// 通常のArrayListと違い、ループ中に要素を追加しても例外が発生しない
for (String s : list) {
    list.add("B"); // 例外は出ないが、現在のループ（スナップショット）には反映されない
}

試験ポイント: 読み取りは非常に高速ですが、書き込み（add/set）はコピーが発生するため非常に低速です。

44-49. BlockingQueue¶

スレッド間の「データの受け渡し」に特化したQueueです。

Java

// 45, 46. 実装クラス
BlockingQueue<String> queue = new ArrayBlockingQueue<>(10); // サイズ固定
// BlockingQueue<String> queue = new LinkedBlockingQueue<>(); // サイズ任意

// 48. ブロッキングメソッド (put / take)
// 要素が満杯なら空きが出るまで待機、空なら要素が来るまで待機する
queue.put("Data");      // 満杯なら待機
String val = queue.take(); // 空なら待機

// 49. タイムアウト付き offer/poll
boolean success = queue.offer("Data", 2, TimeUnit.SECONDS); // 2秒待ってダメなら諦める

50-51. ConcurrentSkipListMap / Set¶

TreeMapのスレッドセーフ版に相当します。**要素が常にソート（順序維持）される**のが特徴です。

Java

// 50. ソートされるスレッドセーフMap
NavigableMap<Integer, String> skipListMap = new ConcurrentSkipListMap<>();
skipListMap.put(3, "C");
skipListMap.put(1, "A");
skipListMap.put(2, "B");
// 結果: {1=A, 2=B, 3=C} (キー順)

💡 Java Gold 試験対策：比較まとめ表¶

クラス名	ベース	順序維持	null許可	特徴
`ConcurrentHashMap`	`HashMap`	×	不可	最も一般的。高性能。
`CopyOnWriteArrayList`	`ArrayList`	○	○	読み取り専用に近い用途向き。
`ConcurrentSkipListMap`	`TreeMap`	○	不可	スレッドセーフかつソート済み。
`ArrayBlockingQueue`	`Queue`	○	×	スレッド間のタスク受け渡し用。

52. Collections.synchronizedList との違い¶

試験で問われる「古いやり方」との比較です。

Collections.synchronizedList(list)：リスト全体を1つのロックで守るため、1人が読み取っている間は他の誰も触れず、遅い。
Concurrent...系：ロックを分割したり、コピーを利用したりして「複数のスレッドが同時に触れる」ように工夫されている。

55. まとめ¶

試験では「このコレクションにnullを入れたらどうなるか？」「ループ中に要素を追加したら例外が出るか？」という挙動が直接問われます。

次は、より高度なスレッド同期メカニズムである 「56-70. ロックと同期ユーティリティ」 （ReentrantLockやCyclicBarrierなど）に進みますか？