[책 정리]Modern Java In Action 4장

Modern Java In Action 정리

Modern Java In Action을 읽고 내용을 정리해본다.

4장 스트림 소개

스트림(Stream)

데이터 처리 연산을 지원하도록 소스에서 추출된 연속된 요소

• 자바8에 추가된 기능으로 스트림을 이용하면 선언형으로 코드를 구현하여 컬렉션 데이터를 처리할 수 있다.
  선언형으로 구현한다는 것은 for 루프나 if 조건문 등의 제어 블록을 사용하지 않고 동작을 지정하는 것이다.
  → 실제 구현은 신경쓰지 않고 사용하는 SQL를 생각하자.
• 스트림에서 제공하는 filter, sorted, map, collect 같은 메서드들은 특정 스레딩 모델에 제한되지 않고 스레드와 락을 걱정할 필요없이 편리하게 데이터 병렬처리를 가능하게 해준다.

스트림 기본 구현

• 기본구현에 사용할 Dish 클래스

  class Dish{
    private final String name;
    private final boolean vegetarian;
    private final int calories;
    private final Type type;
  
    public Dish(String name, boolean vegetarian, int calories, Type type) {
        this.name = name;
        this.vegetarian = vegetarian;
        this.calories = calories;
        this.type = type;
    }
  
    public String getName() {
        return name;
    }
  
    public boolean isVegetarian() {
        return vegetarian;
    }
  
    public int getCalories() {
        return calories;
    }
  
    public Type getType() {
        return type;
    }
  
    enum Type {
        MEAT, FISH, OTHER
    }
  }

• 스트림 구현에 사용할 Dish 컬렉션

  List<Dish> menu = Arrays.asList(
    new Dish("pork", false, 800, Dish.Type.MEAT),
    new Dish("beef", false, 700, Dish.Type.MEAT),
    new Dish("chicken", false, 400, Dish.Type.MEAT),
    new Dish("french fries", true, 530, Dish.Type.OTHER),
    new Dish("salmon", false, 450, Dish.Type.FISH)
  );

• 스트림 기본구현

  @Test
  public void 스트림_기본구현(){
    List<String> threeHighCaloricDishNames =
        menu.stream() // 컬렉션에서 스트림(Stream<Dish>)을 가져온다.
            .filter(dish -> dish.getCalories() > 300) // 해당 조건의 요소만 추출한다.
            .map(Dish::getName) // 이름(String) 속성을 스트림(Stream<String)으로 가져온다.
            .limit(3) // 3개를 제외하고 truncate한다.
            .collect(Collectors.toList()); // 스트림을 컬렉션(리스트)로 변환한다.
  
    System.out.println(threeHighCaloricDishNames); // [pork, beef, chicken]
  }

• filter, map 메서드는 인자로 Functional Interface 인스턴스를 받기 때문에 람다표현식이나, 메서드참조로 간결하게 코딩이 가능하다. 또한 메서드들은 실행 결과로 스트림을 리턴하기 때문에 파이프라인 형태가 된다.
  → 빌더 패턴과 유사하다.

• 서로 연결이 가능한 filter, map, limit는 중간연산이며, collect는 스트림을 닫는 최종연산이다.

스트림과 컬렉션

• 컬렉션은 DVD에 저장된 영화에 비유할 수 있다. 모든 데이터(영화 내용 전부)가 메모리(DVD)에 저장되어 있다.
  컬렉션에는 계산된 결과물이 저장되어 있으며, 주 관심사는 특정요소에 접근하여 값을 계산하거나 치환한다.
• 스트림은 인터넷으로 스트리밍하는 영화에 비유할 수 있다.
  영화 전체를 모두 받는 것이 아니라 미리 몇 프레임만 내려받아 재생이 가능할 수 있다. 스트림은 이론적으로 요청할 때만 요소를 계산하는 고정된 자료구조다.
• 스트림은 한번만 탐색이 가능하다.
  이미 소비된 스트림을 사용하려 하면 Exception이 발생하므로 다시 생성하여 사용해야 한다.
• 컬렉션은 데이터를 순회하기 위해서는 루프문을 이용해 명시적으로 반복해야 한다. → 외부반복
• 스트림은 반복을 알아서 처리(중간값 저장, 최적화, 병렬성 구현 등) 한다. → 내부반복

  @Test
  public void 스트림_내부반복(){
    // forEach 메서드에서 반복되며 명시적으로 루프문이 필요없다.
    menu.stream()
        .forEach(dish -> System.out.println(dish.getName()));
  }

스트림은 게으른(lazy) 연산을 지원

• 스트림 처리시 한 요소는 연결된 모든 파이프라인을 타고나서 다음 요소가 처리된다.

  @Test
  public void 스트림_게으른_연산(){
    List<String> threeHighCaloricDishNames =
        menu.stream()
            .filter((dish) -> {
                System.out.println("filtering :: " + dish.getName());
                return dish.getCalories() > 300;
            })
            .map((dish) -> {
                System.out.println("mapping :: " + dish.getName());
                return dish.getName();
            })
            .limit(3)
            .collect(Collectors.toList());
  
    System.out.println(threeHighCaloricDishNames); // [pork, beef, chicken]
  }

• 콘솔출력으로 스트림 처리 순서를 보면 한 요소씩 filter → map → limit → collect 파이프라인을 타는것을 볼 수 있다. 중간 연산들(filter → map → limit)을 합친 다음에 최종 연산(collect)에서 한 번에 처리한다.

  filtering :: pork
  mapping :: pork
  filtering :: beef
  mapping :: beef
  filtering :: chicken
  mapping :: chicken
  [pork, beef, chicken]