스트림 소개

스트림(Stream)은 자바 8부터 추가된 컬렉션(배열 포함)의 저장 요소를 하나씩 참조해서 람다식(함수적-스타일(functional-style)) 으로 처리할 수 있도록 해주는 반복자이다.

 

반복자 스트림 

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자바 7 이전까지는 List<String> 컬렉션에서
요소를 순차적으로 처리하기 위해 Iterator 반복자를 사용 

List<String> list = Arrays.asList("홍길동", "하성호", "감자바");
Iterator<String> iteaot = list.iterator();

while(iterator.hasNext()){
	String name = iterator.next();
    System.out.println(name);
}

-> 스트림으로 변경

List<String> list = Arrays.asList("홍길동", "신용권" "김자바");

Stream<String> stream = list.stream();
stream.forEach(name -> System.out.println(name));

 

컬렉션(java.util.Collection)의 stream() 메소드로 스트림 객체를 얻고 나서 stream.forEach(name -> System.outprintln(name)); 메소드를 통해 컬렉션의 요소를 하나씩 콘솔에 출력한다.

forEach() 메소드는 다음과 같이 Consumer 함수적 인터페이스 타입의 매개값을 가지므로 컬렉션의 요소를 소비할 코드를 람다식으로 기술할수 있다

void forEach(Consumer<T> action)

Iterator를 사용한 코드와 Stream을 사용한 코드를 비교해보면 Stream을 사용하는 것이 훨씬 단순해 보인다.

package Stream;

import java.util.Arrays;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
import java.util.stream.Stream;

public class IteratorVsStrieamExample {

    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = Arrays.asList("홍길동", "신용권", "감자바");

        Iterator<String> iterator = list.iterator();

        while (iterator.hasNext()) {
            String name = iterator.next();
            System.out.println(name);

        }

        System.out.println();

        Stream<String> stream = list.stream();
        stream.forEach(name -> System.out.println(name));

    }
}

 

스트림의 특징

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Stream은 Iterator 와 비슷한 역할을 하는 반복자이지만,

람다식으로 요소 처리 코드를 제공하는 점과 내부 반복자를 사용하므로 병렬 처리가 쉽다는 점

중간 처리와 최종처리작업을 수행하는 점 

많은 차이를 가진다.

 

람다식으로 요소 처리 코드를 제공한다

Stream이 제공하는 대부분의 요소 처리 메소드는 함수적 인터페이스 매개 타입을 가지기 때문에 람다식 또는 메소드 참조를 이용해서 요소 처리 내용을 매개값으로 전달할 수 있다.

컬렉션에 저장된 Student를 하나씩 가져와 학생 이름과 성적을 콘솔에 출력하도록 forEach() 메소드의 매개값으로 람다식을 주었다. 

package Stream;


import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class LambdaExpressionsExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<Student> list = Arrays.asList(new Student("g",54));
        list.stream().filter(s -> s.getScore() > 50).forEach(s -> System.out.println(s.getName()));
    }
}

package Stream;

public class Student {
    private String name;
    private int score;

    public Student(String name, int score) {
        this.name = name;
        this.score = score;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getScore() {
        return score;
    }
}

 

내부 반복자를 사용하므로 병렬 처리가 쉽다

외부 반복자(external iterator)란 개발자가 코드로 직접 컬렉션의 요소를 반복해서 가져오는 코드 패턴을 말한다

index를 이용하는 for문 그리고 Iterator를 이용하는 while 문은 모두 외부 반복자를 이용하는 것이다

반면에 내부 반복자(internal iterator)는 컬렉션 내부에서 요소들을 반복시키고,

개발자는 요소당 처리해야 할 코드만 제공하는 코드 패턴을 말한다.

내부 반복자를 사용해서 얻는 이점은 컬렉션 내부에서 어떻게 요소를 반복시킬 것인가는 컬렉션에게 맡겨두고,

개발자는 요소처리 코드에만 집중할 수 있다는 것이다.

내부 반복자는 요소들의 반복순서를 변경하거나,

멀티코어 CPU를 최대한 활용하기 위해 요소들은 분배시켜 병렬 작업을 할수 있게 도와주기 때문에

하나씩 처리하는 순차적 외부 반복자보다는 효율적으로 요소를 반복 시킬 수 있다. 

Iterator는 컬렉션의 요소를 가져오는 것에서부터 처리하는 것 까지 모두 개발자가 작성해야 하지만,

스트림은 람다식으로 요소 처리 내용만 전달할 뿐, 반복은 컬렉션 내부에서 일어난다,

스트림을 이용하면 코드도 간결해지지만, 무엇보다도 요소의 병렬 처리가 컬렉션 내부에서 처리되므로 일석이조의 효과를 가져온다.

병렬(paraller) 처리란 한가지 작업을 서브 작업으로 나누고, 

서브 작업들을 분리된 스레드에서 병렬적으로 처리하는 것을 말한다, 

병렬 처리 스트림을 이용하면 런타임 시 하나의 작업을 서브 작업으로 자동으로 나누고,

서브 작업의 결과를 자동으로 결합해서 최종 결과물을 생성한다.

컬렉션의 요소 총합을 구할 대 순차 처리 스트림은 하나의 스레드가 요소들을 순차적으로 읽어 합을 구하지만,

병렬 처리 스트림을 이용하면 여러 개의 스레드가 요소들을 부분적으로 합하고, 

이 부분합을 최종 결합해서 전체 합을 생성한다, 다음 예제는 순차 처리 스트림과 병렬 처리 스트림을 이용 할 경우,

사용된 스레드의 이름이 무엇인지 콘솔에 출력한다.

실행 결과를 보면 병렬 처리 스트림은 main 스레드를 포함해서 ForkJoinPool(스레드풀)의 작업 스레드들이 병력적으로 요소를 처리하는것을 볼수 있다. 

 

package Stream;

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.stream.Stream;

public class ParalleExample {

    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "c", "d", "e", "f", "g", "h", "i", "j", "k", "l", "m", "n", "o", "p", "q", "r", "s", "t", "u", "v", "w", "x", "y", "z");

        Stream<String> stream = list.stream();
        Stream<String> stream2 = list.parallelStream();

        stream.forEach(ParalleExample::print);
        stream2.forEach(ParalleExample::print);

    }

    public static void print(String s){
        System.out.println(s+ ":" + Thread.currentThread().getName());
    }
}

 

스트림은 중간 처리와 최종 처리를  할 수 있다. 

스트림은 컬렉션의 요소에 대해 중간 처리와 최종처리를 수행할 수 있는데,

중간 처리에서는 매핑, 필터링, 정렬을 수행하고

최종 처리에서는 반복, 카운팅, 평균, 총합 등의 집계 처리를 수행한다. 

 

중간처리에서는 학생의 점수를 뽑아내고,

최종 처리에서는 점수의 평균값을 산출한다.

package Stream;

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.stream.Stream;

public class MapAndReduceExample{
    public static void main(String[] args) {
        List<Student> list = Arrays.asList(new Student("g",54), new Student("gs",554), new Student("gh",58));

        Double stream = list.stream().mapToInt(mapper -> mapper.getScore()).average().getAsDouble();

        System.out.println(stream);



    }


}