【Guava】Multimapで1対多のマッピングを実現

Javaで開発をしていると、Map<K, V>を使ってデータを管理する場面はよくあります。しかし、「1つのキーに対して複数の値を持たせたい」と思ったことはないでしょうか？

たとえば、ユーザーIDに対して複数のタグを付けたり、商品カテゴリごとに複数の商品を管理したりといったケースです。このような構造は典型的な「1対多のマッピング」と呼ばれ、Map<K, List<V>>やMap<K, Set<V>>で対応するのが一般的です。

しかし、毎回リストの初期化や存在チェックを行うのは煩雑で、コードの可読性や保守性にも影響します。そんな悩みをスマートに解決してくれるのが、GoogleのGuavaが提供するMultimapです。

Multimapとは？基本概念と用途

Multimap<K, V>は、1つのキーに対して複数の値を関連付けることができるコレクションです。標準のMap<K, V>では、同じキーに複数の値を持たせると上書きされてしまいますが、Multimapを使えば、キーごとにリストやセットのような複数の値を自動的に保持できます。

この機能は、たとえば以下のような「1対多」の構造を扱う場面で非常に有効です。

• ユーザーIDに複数のタグを付ける
• カテゴリごとに商品一覧を管理する
• 日時ごとのイベント参加者を記録する

もちろん、Map<K, List<V>>などを使えば同じことは実現できますが、その場合は値のリストを初期化したり、キーの存在確認を都度行ったりする必要があり、冗長なコード（ボイラープレート）が増えてしまいます。

GuavaのMultimapを使えば、こうした処理を簡潔かつ安全に記述することができるため、複雑なデータ構造を扱う際の強力な味方となります。

Multimapの実装クラスと特徴

GuavaのMultimapはインターフェースであり、用途に応じてさまざまな実装クラスを使い分けられます。たとえば、「値の重複を許容するか」「順序を保持するか」「イミュータブルかどうか」といった観点で選択肢が異なります。

以下は主な実装クラスの一覧と、それぞれの特徴をまとめた表です。

選び方の目安：

• 重複を許す → ArrayListMultimap または LinkedListMultimap
• 重複を許さない → HashMultimap や LinkedHashMultimap
• 順序を保持したい → LinkedListMultimap や LinkedHashMultimap
• ソートが必要 → TreeMultimap
• 不変のコレクションを使いたい → ImmutableListMultimap / ImmutableSetMultimap

用途に合わせて最適な実装を選ぶことで、コードの明快さとパフォーマンスの両立が可能になります。

Multimapの基本的な使い方

ここでは、Multimapの典型的な操作方法を紹介します。値の追加・取得・削除といった基本操作を押さえておくことで、Mapと同じ感覚で使い始めることができます。

インスタンスの生成と値の追加

まずはArrayListMultimapを使って、1つのキーに複数の値を追加してみましょう。

Multimap<String, String> multimap = ArrayListMultimap.create();
multimap.put("fruit", "apple");
multimap.put("fruit", "banana");
multimap.put("fruit", "orange");
multimap.put("vegetable", "carrot");

put()を何度呼んでも、同じキーに対して値がどんどん追加されていきます。キーを意識してリストを管理する必要はありません。

値の取得

キーに紐づくすべての値を取得するには、get()を使います。

Collection<String> fruits = multimap.get("fruit");
// 結果: [apple, banana, orange]

返されるのはCollection<V>であり、実際には内部で使っているリストやセットのビューになります。

値の削除（1件）

特定のキー・値のペアを削除するには、次のようにremove()を使います。

multimap.remove("fruit", "banana");
// "fruit" に対応する "banana" だけが削除される

キーごとの全削除

特定のキーに対応するすべての値をまとめて削除したい場合は、removeAll()を使います。

multimap.removeAll("fruit");
// "fruit" に紐づく全要素が削除される

Mapビューとして取得

Multimap全体をMap<K, Collection<V>>形式で扱いたい場合は、asMap()メソッドが使えます。

Map<String, Collection<String>> mapView = multimap.asMap();

このビューを使えば、通常のMap操作に慣れている人でも扱いやすくなります。

使用上の注意点とベストプラクティス

Multimapは便利な反面、扱い方によっては意図しない挙動やパフォーマンス問題を引き起こすこともあります。ここでは安全かつ効率的に使うためのポイントを紹介します。

get()などの取得結果はライブビューを返す

Collection<String> items = multimap.get("fruit");
items.add("grape"); // multimapにも反映される

get()などのメソッドで取得したコレクションはライブビュー、すなわちMultimapと直結しているビューです。
このコレクションに対して要素を追加・削除すると、元のMultimapも変更されるため注意が必要です。

意図しない変更を防ぐためには、必要に応じてコピーして扱うと安全です。

List<String> safeCopy = new ArrayList<>(multimap.get("fruit"));

スレッドセーフではない

Multimap<String, String> syncMultimap = Multimaps.synchronizedMultimap(multimap);

Multimapの実装は原則としてスレッドセーフではありません。複数のスレッドで同時にアクセスする場合は、上記のようにMultimaps.synchronizedMultimap()で明示的に同期化しましょう。

なお、ImmutableMultimapを使うのも、共有用途では有効な選択肢です。

実装クラスによって動作が異なる

Multimapの挙動は、内部で使われているコレクション型（ListやSet）によって大きく変わります。

• 重複を許容したいなら ArrayListMultimap など
• 順序を保ちたいなら LinkedListMultimap や LinkedHashMultimap
• 値の重複を避けたいなら HashMultimap や TreeMultimap

たとえば、重複を許したくないのにArrayListMultimapを使うと、期待通りに動作せず、自前で重複チェックをする羽目になります。
目的に応じた実装クラスの選択が重要です。

まとめ：Mapよりスマートに1対多を管理

Javaで「1つのキーに複数の値を紐づけたい」とき、Map<K, List<V>>のような構造を手動で管理するのは、どうしても冗長でエラーの温床になりがちです。

Google GuavaのMultimapを使えば、1対多のマッピングを簡潔かつ安全に記述でき、コードの可読性・保守性を大幅に向上させることができます。

用途に応じてList型・Set型・Immutable型など多彩な実装が用意されているため、順序・重複・不変性といった要件にも柔軟に対応可能です。

もし今、Map<K, List<V>>の扱いに煩雑さや限界を感じているなら、ぜひMultimapの導入を検討してみてください。よりシンプルで堅牢な実装を求める現場では、Multimapは非常に有効な選択肢となるでしょう。