Stream

💡 컬렉션에 저장된 엘리먼트들을 하나씩 순회하면서 처리할 수 있는 기능이다. 람다식과 함께 사용할 수 있으며, 데이터에 대한 처리를 간결하게 표현할 수 있다. 내부 반복자를 사용해 병렬처리를 할 수 있다.

Stream이 필요한 이유

1. 반복문을 통해 엘리먼트를 꺼내면 코드 양이 많아질 경우 복잡성도 올라간다.
2. 스트림을 이용하면 배열이나 컬렉션 함수 여러 개를 사용해서 결과를 쉽게 도출할 수 있다.
3. 람다식을 활용해 코드 양을 줄이고 간결한 표현이 가능하다.

/* Stream */
List<String> list = new ArrayList<>(
        Arrays.asList("hello", "stream","world")
);

/* 특정 요소를 찾기 위해 iterator 또는 foreach 등을 활용 */
Iterator<String> iterator = list.iterator();
while(iterator.hasNext()){
    String str = iterator.next();
    if(str.equals("stream")) {
        System.out.println("걸러낸 값 : " + str);
    }
}

/* 위의 동작을 Stream을 활용해 수행 */
list.stream()
    .filter("stream"::equals)
    .forEach(str -> System.out.println("걸러진 값 : " + str));

Stream 특징

1. 원본을 변경하지 않는 읽기 전용 기능이다.
2. iterator 처럼 한 번만 사용되고 사라진다.
   • 필요 시에 재생성 해야한다.
3. 최종 연산 전까지 중간 연산이 처리되지 않는다. (지연 처리)
4. 병렬 처리가 용이하다.

public static void main(String[] args) {
    /* 스트림의 병렬 처리 */
    List<String> list = new ArrayList<>(
            Arrays.asList("java", "mariadb", "html", "css", "mybatis")
    );
    
    /* 모든 작업은 기본적으로 main 스레드에서 일어난다. */
    System.out.println("for each ===================");
    for(String s : list ){
        print(s);
    }
    
    System.out.println("normal stream ==================");
    list.stream().forEach(Application2::print);
    
    /* 병렬 스트림 활용 */
    /* 처리해야하는 데이터가 많을 경우 효율적으로 처리할 수 있다. */
    /* 순차적으로 처리되지는 않는다. */
    System.out.println("parallel stream ==================");
    list.parallelStream().forEach(Application2::print);
    list.parallelStream().forEach(Application2::print);
}

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

Stream 활용

1. 생성 : 스트림 생성
2. 가공 : 원하는 결과를 만들기 위한 필터링, 매핑 등의 작업
3. 결과 : 최종 결과를 도출한다.
   배열, 컬렉션 -> 스트림 생성 -> 매핑 -> 필터링 -> 결과

Stream 생성

배열 스트림 생성

/* 배열을 스트림으로 생성*/
String[] sarr = {"java", "mariadb", "jdbc"};
Stream<String> strStream1 = Arrays.stream(sarr);

/* forEach() : Consumer 타입을 받아 최종 결과를 만들어냄*/
strStream1.forEach(System.out::println);

/* 원하는 인덱스 값만 출력할 수 있다. */
Stream<String> strStream2 = Arrays.stream(sarr, 0, 2);
strStream2.forEach(System.out::println);

컬렉션 스트림 생성

/* 컬렉션을 스트림으로 생성*/
List<String> stringList = Arrays.asList("html", "css", "javascript");
Stream<String> strStream3 = stringList.stream();
strStream3.forEach(System.out::println);

/* 컬렉션에도 foreach() 기능이 정의되어 있다. */
/* 따라서 단순히 foreach() 기능만 사용할 대에는 stream화 하지 않고 사용할 수 있다. */
stringList.forEach(System.out::println);

Stream().builder()

/* Builder를 활용한 스트림 생성 */
/* 엘레먼트로 바로 스트림을 생성하고 싶을 때 사용한다. */
Stream<String> strStream4 = Stream.<String>builder()
        .add("홍길동")
        .add("유관순")
        .add("윤봉길")
        .build();
strStream4.forEach(System.out::println);

Stream().iterate()

/* iterate() 를 활용하여 수열  형태의 스트림 생성 */
/* Stream.iterate(시작점, 전달된 값의 규칙)[.limit(횟수)] */
Stream<Integer> intStream =
        Stream.iterate(10, value -> value * 2).limit(10);
intStream.forEach(System.out::println);

기본 타입 스트림 생성

/* 기본 자료형 스트림 생성 */
/* 스트림으로 만들 범위 5 ~ 9*/
IntStream intStream = IntStream.range(5, 10);
intStream.forEach(i -> System.out.print(i + " "));
System.out.println();

/* rangeClosed(시작값, 마지막값) :> 마지막 값 포함*/
LongStream longStream = LongStream.rangeClosed(5, 10);
longStream.forEach(i -> System.out.print(i + " "));
System.out.println();

/* Wrapper 클래스 자료형의 스트림으로 변환이 필요한 경우 boxing 할 수 있다. */
Stream<Double> doubleStream = new Random().doubles(5).boxed();
doubleStream.forEach(i -> System.out.print(i + " "));
System.out.println();

문자 관련 스트림 생성

/* 문자열을 IntStream으로 변환*/
/* chars() : 문자 하나하나를 IntStream()d으로 변경 */
IntStream helloworldChars = "hello world".chars();
helloworldChars.forEach(i-> System.out.print(i + " "));
System.out.println();

/* 문자열 split해서 Stream으로 생성 */
Stream<String> splitStream =
        Pattern.compile(", ")
                .splitAsStream("html, css, javascript");
splitStream.forEach(i-> System.out.print(i + " "));
System.out.println();

스트림 합치기

/* Stream.of() */
/* 요소를 넣어 바로 Stream 타입으로 만들 수 있다. */
Stream<String> stringStream1 = Stream.of("hello", "world");
Stream<String> stringStream2 = Stream.of("java", "mariadb");

/* 스트림은 1회용이다. */
/* 최종 연산 (ex: foreach()) 등이 수행된 스트림은 재사용이 불가능하다. */
/* 재사용 시 java.lang.IllegalStateException이 발생한다. --> 주석 코드 풀면 concat 에서 발생  */
/*
stringStream1.forEach(i -> System.out.print(i +" "));
stringStream2.forEach(i -> System.out.print(i +" "));
*/
/* concat() : 스트림을 합치는 메소드 */
Stream<String> concatStream = Stream.concat(stringStream1, stringStream2);
concatStream.forEach(i -> System.out.print(i + " "));
System.out.println();

Stream 가공

스트림의 데이터를 원하는 결과 값으로 만들기 위해 하는 중간 처리 작업을 ‘가공’이라 한다.
스트림 데이터 가공 메소드들은 Stream을 매개변수로 받아 Stream을 반환하므로 연속적으로 연결해서 사용할 수 있다.
이 때 filter-map 기반의 API를 사용하기 때문에 지연 연산을 통해 성능을 최적화 할 수 있다.

Filter

• 스트림에서 특정한 데이터를 걸러내는 메소드이다.
• 매개변수로 받는 Predicate는 boolean을 리턴하는 @FunctionalInterface이다.

/* 스트림의 중간 연산, 중계 연산 중 하나인 filter 사용 */
/* 0 ~ 9 까지 스트림화 */
IntStream intStream = IntStream.range(0, 10);

/* **filter** : 스트림에서 특정 데이터만 걸러내는 메소드이다. */
/* 매개변수로 **Predicate** 타입이 선언되어 있다. */
/* ㄴ> 매개변수를 받아 boolean 타입 반환 */
intStream.filter(i -> i % 2 == 0).forEach(System.out::println);

Map

• 스트림에 담긴 데이터를 람다식을 통해 가공하고 그 결과를 새로운 스트림에 담아 반환한다.
• 매개변수는 Operation타입으로 전달된 매개변수와 반환하는 값의 타입이 같다.

/* 스트림 중계 연산 중 하나인 map() 사용 */
/* 중계 연산은 최종 연산 수행 전까지 여러 번 수행 할 수 있다. */
/* 먼저 일어난 중계 연산의 결과가 파이프라인을 통해 다음 중계 연산으로 전달 된다. */
IntStream intStream = IntStream.range(0, 10);

/* map : 스트림에 담긴 데이터를 람다식을 통해 가공하고 그 결과를 새로운 스트림에 담는다. */
/* map의 매개변수는 **Operation** 타입으로 , 매개변수와 반환 값의 타입이 같다. */
intStream.filter(i -> i % 2 == 0).map(i -> i * 5).forEach(System.out::println);