28 Stream

Java에서의 스트림(Stream)은 Java 8부터 도입된 기능으로, 데이터를 처리하는데 강력하고 효율적인 방법을 제공합니다. 스트림은 데이터를 다루는데 중점을 둔 함수형 프로그래밍 스타일의 API로서, 컬렉션(리스트, 세트, 맵 등)이나 배열 등의 다양한 데이터 소스를 표준화된 방법으로 다룰 수 있게 해줍니다.

스트림? 다양한 데이터 소스(컬렉션, 배열)를 표준화된 방법으로 다루기 위한 것

 

스트림(Stream)은 중간 연산(Intermediate Operations)과 최종 연산(Terminal Operations)으로 나누어지는데, 중간 연산은 스트림을 변환하거나 필터링하는 작업을 수행하고, 최종 연산은 최종 결과를 생성하거나 스트림을 닫는 등의 작업을 수행합니다.

 

스트림 주요 특징 

1. 내부 반복 (Internal Iteration): 스트림은 내부적으로 데이터를 반복하는 방식인 내부 반복을 사용합니다. 이는 개발자가 명시적으로 반복문을 작성하지 않고도 데이터에 접근하고 처리할 수 있도록 합니다.
2. 지연 평가 (Lazy Evaluation): 스트림은 지연 평가를 통해 필요한 시점까지 연산을 수행하지 않습니다. 이는 중간 연산을 여러 번 호출하더라도 실제로 처리는 최종 연산이 호출될 때까지 기다린다는 것을 의미합니다.
3. 파이프라이닝 (Pipelining): 스트림은 여러 중간 연산과 최종 연산을 체이닝(Chaining)하여 사용할 수 있습니다. 이를 통해 코드를 간결하게 작성하고 가독성 있게 유지할 수 있습니다.

 

 

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중간 연산 (Intermediate Operations)

중간 연산은 스트림을 변환하거나 필터링하는 연산으로, 여러 번 연속해서 호출할 수 있으며, 호출 순서에 따라 연산이 적용됩니다. 중간 연산은 새로운 스트림을 반환하므로 체이닝(Chaining)을 통해 여러 연산을 연결할 수 있습니다. 예를 들어, 아래 코드에서는 정수 리스트에서 짝수만 필터링하고 각 요소를 제곱하는 중간 연산이 수행됩니다.

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);

List<Integer> evenSquared = numbers.stream()
        .filter(n -> n % 2 == 0)       // 중간 연산: 짝수만 필터링
        .map(n -> n * n)              // 중간 연산: 각 요소 제곱
        .collect(Collectors.toList());  // 최종 연산: 결과를 리스트로 수집

System.out.println(evenSquared);  // [4, 16, 36, 64, 100]

 

1) 데이터 소스 변경 없음: 스트림은 데이터 소스로부터 데이터를 읽기만 하고 변경하지 않습니다. 원본 데이터를 변경하지 않고 중간 연산과 최종 연산을 통해 필터링, 변환 또는 집계 작업을 수행합니다.

2) 내부 반복 (Internal Iteration): 스트림은 내부적으로 데이터 요소를 반복 처리하는 내부 반복을 수행합니다. 내부 반복은 개발자가 명시적으로 반복문을 작성하지 않고도 스트림 API를 사용하여 데이터 요소에 접근하고 처리할 수 있도록 합니다.

위의 코드에서 stream 메서드를 사용하여 정수 리스트로부터 스트림을 생성하고, forEach 메서드를 호출하여 각 요소를 출력합니다. 이때, 개발자는 반복문을 사용하지 않고도 스트림을 통해 데이터 요소에 접근하여 출력 작업을 수행할 수 있습니다. 내부 반복을 사용하는 스트림의 장점은 개발자가 요소에 집중할 수 있다는 것입니다. 반복 로직을 직접 작성하는 대신, 스트림 API를 활용하여 데이터 처리를 간단하고 가독성 있게 표현할 수 있습니다. 내부 반복은 스트림의 병렬 처리와 같은 최적화 작업에도 유리한 환경을 제공합니다.


3) 병렬 처리 (Parallel Processing): 스트림은 병렬 처리를 지원하여 작업을 동시에 여러 스레드에서 처리할 수 있습니다. 병렬 스트림은 내부적으로 데이터를 여러 청크로 분할하여 동시에 처리할 수 있도록 합니다.

위의 코드에서 parallelStream() 메서드를 사용하여 병렬 스트림을 생성하고, mapToInt를 통해 각 요소를 정수로 변환한 후 sum()을 호출하여 모든 요소의 합을 계산합니다. 병렬 스트림은 내부적으로 데이터를 여러 청크로 분할하여 병렬로 처리하여 성능을 향상시킵니다. 병렬 처리를 사용하면 대량의 데이터를 효율적으로 처리할 수 있으며, 멀티스레딩을 활용하여 작업을 동시에 수행할 수 있습니다. 그러나 병렬 처리는 모든 상황에서 성능 향상을 보장하는 것은 아닙니다. 데이터 분할 및 조합에 따른 오버헤드, 동기화의 필요성 등 고려해야 할 사항이 있으므로, 적절한 상황에서 적용해야 합니다.


4) 최종 연산 (Terminal Operations): 스트림의 최종 결과를 생성하거나, 스트림을 닫는 등의 작업을 수행합니다. 최종 연산은 한 번만 호출되어야 하며, 호출되면 스트림은 닫히게 됩니다.

위의 특징들은 함수형 프로그래밍의 원칙을 따르며, 불변성과 내부 반복을 강조하여 코드를 간결하고 가독성 있게 작성할 수 있도록 돕습니다.

 

 

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Java streams represent a pipeline through which data will flow and the functions to operate on the data.

 

Java streams enable functional-style operations on streams of elements. A stream is an abstraction of a non-mutable collection of functions applied in some order to the data. A stream is not a collection where you can store elements.