1. 스트림이란

• 스트림이란, 자바 8 API 에 새로 추가된 기능 중 하나입니다.
• 스트림을 이용하면 마치 데이터를 처리하는 임시구현 코드 대신 질의같은 선언형으로, 컬렉션 데이터를 처리할 수 있습니다.
• 또한 스트림을 이용하면 멀티스레드 코드를 구현하지 않아도 데이터를 투명하게 병렬로 처리할 수 있습니다. (parallel stream)

제가 생각했을때, 스트림이란,

📌 컬렉션(ex List) 의 데이터 처리를 위해, Stream 이란 하나의 파이프라인을 만들고, 그 파이프라인에서 추가적인 공정(filter, map 등등) 을 가능하게 하는 데이터 처리 파이프라인? 정도로 이해가 되는것같습니다.. (주관적인 생각입니다)

📌혹은, 스트림이란 데이터 처리 연산을 지원하도록 소스에서 추출된 연속된 요소로 정의하기도 합니다.

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2. 스트림 특징

• 선언형 : 더 간결하고 가독성이 좋아진다.

• 조립할 수 있음 : 유연성이 좋아진다.

  	- filter, sorted, map, collect 와 같은 연산이 고수준 빌딩 블록 처럼 사용되어진다. (마치 빌더처럼)

• 병렬화 : 성능이 좋아진다. (parallel stream)

• 연속된 요소

  	1. 컬렉션과 마찬가지로 스트림은 특정 요소 형식으로 이루어진 연속된 값 집합의 인터페이스를 제공합니다.
  	2. 스트림은 filter, sorted, map 처럼 표현 계산식이 주를 이룹니다.
  	3. 🔥 즉, 컬렉션의 주제는 데이터고 스트림의 주제는 계산입니다.

• 소스

  	1. 리스트로 스트림을 만들면 스트림의 요소는 리스트의 요소와 같은 순서를 유지합니다.
  	2. 즉, 정렬된 리스트로 스트림을 만들면, 정렬이 그대로 유지됩니다.

• 데이터 처리 연산

  	1. 🔥 스트림은 함수형 프로그래밍 언어에서 일반적으로 지원하는 연산과 데이터베이스와 비슷한 연산을 지원합니다.
  	2. 스트림 연산은 순차적으로 또는 병렬로 실행할 수 있습니다.

• 파이프라이닝

  	1. 대부분의 스트림 연산은 스트림 연산끼리 연결해서 커다란 파이프라이닝을 구성할 수 있도록 스트림 자신을 반환시킵니다.
  	2. 이러한 특징 덕분에 게으름(laziness), 쇼트서킷(short circuting) 과 같은 최적화를 얻을 수 있습니다.

• 내부 반복

  	1. 컬렉션은 명시적으로 반족하는 외부 반복을 사용해야하지만, 스트림은 내부 반복을 제공합니다. 

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3. 스트림 사용 가이드

자바 8 컬렉션에는 스트림을 반환하는 Stream 메소드가 추가되었습니다.

스트림 예제 

List<<String> lowCalDishesName = 
	        menu.stream()  // 메뉴에서 스트림을 얻는다.
                .filter(d -> d.getCalories < 400) // 파이프라인 연산 만들기. 첫번째, 고칼로리 요리 필터링
                .sorted(comparing(Dish::getCalories)) // 정렬
                .map(Dish::getName) //요리명 추출
                .limit(3) // 선착순 세개만 선택
                .collect(toList()); //결과를 다른 리스트로 저장

스트림 연산

• filter : 람다를 인수로 받아 스트림에서 특정 요소를 제외시킵니다.
• map : 람다를 이용해서 한 요소를 다른 요소로 반환하거나 정보를 추출합니다.
• limit : 정해진 개수 이상의 요소가 스트림에 저장되지 못하게 스트림 크기를 축소 truncate 합니다.
• collect : 스트림을 다른 형식으로 반환합니다.

📌 스트림 내부에 구현된 라이브러리를 통해, 조금 더 선언형으로 데이터를 처리할 수 있습니다.

📌 스트림 라이브러리에서 필터링, 추출, 축소 기능을 제공하므로 직접 기능을 구현할 필요가 없으며 파이프라인은 더 최적화 시킬수 있는 유연성을 제공합니다.

스트림이 제공하는 이러한 라이브러리들은, 중개 연산과 최종 연산으로 구분할 수 있습니다.

스트림의 중개 연산(intermediate operation)

1. 스트림 필터링 : filter(), distinct()
2. 스트림 변환 : map(), flatMap()
3. 스트림 제한 : limit(), skip()
4. 스트림 정렬 : sorted()
5. 스트림 연산 결과 확인 : peek()

 

스트림의 최종 연산(terminal operation)

1. 요소의 출력 : forEach()
2. 요소의 소모 : reduce()
3. 요소의 검색 : findFirst(), findAny()
4. 요소의 검사 : anyMatch(), allMatch(), noneMatch()
5. 요소의 통계 : count(), min(), max()
6. 요소의 연산 : sum(), average()
7. 요소의 수집 : collect()

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4. 스트림 과 컬렉션의 차이

컬렉션과 스트림 모두 연속된 요소 형식의 값을 저장하는 자료구조의 인터페이스를 제공합니다.

📌 1. 스트림과 컬렉션의 가장 큰 차이는, "데이터를 언제 계산하느냐" 라고 합니다.

컬력션

• 현재 자료구조가 포함하는 모든 값을 메모리에 저장하는 자료구조입니다.
• 즉 컬렉션의 모든 요소는 컬렉션에 추가하기 전에 계산되어져야합니다.

스트림

• 이론적으로 요청할 때만 요소를 계산하는 고정된 자료구조입니다.
• 사용자가 요청하는 값만 스트림에서 추출합니다. (ex limit)
• 스트림은 게으르게 만들어지는 컬렉션과 같습니다. 즉, 사용자가 데이터를 요청할 때만 값을 계산합니다.

📌 2. 스트림은 단 한번만 탐색할 수 있다.

• 스트림은 단 한번만 소비할 수 있다고 합니다.
• 즉, 스트림은 재사용할 수 없습니다.

📌 3. 내부 반복

컬렉션은 외부반복을 스트림은 내부반복을 사용합니다.

외부반복

• 컬렉션 인터페이스를 사용하려면 사용자가 직접 요소를 반복해야합니다.
• 즉, for-each 와 갗이 반복을 명시적으로 선언해주고 처리해주어야 합니다.

List<String> names = new ArrayList();
for (Dish dish : menu) { // 명시적으로 순차 반복함 (외부 반복)
	names.add(dish.getName());
}

내부 반복

• 스트림 라이브러리를 사용해서 반복을 알아서 처리하고 결과 스트림값을 어딘가에 저장해주는 반복을 의미합니다.
• 함수에 어떤 작업을 수행할 것인지 지정만 하면 그 작업에대한 처리는 알아서 진행됩니다.
• 즉, 사용자가 명시적으로 반복에 대한 처리를 할 필요가 없음 (더 최적화된 순서로 시스템이 처리)

menu.stream()
	.map(Dish::getName)
	.collect(toList());  // 내부 반복

내부 반복으로써 얻는 이점

1. 작업을 투명하게 병렬로 처리하거나, 더 최적화된 다양한 순서로 처리할 수 있습니다. (외부 반복으로 처리한다면 최적화를 달성하기 어려움)
2. 스트림 라이브러리의 내부 반복은 데이터 표현과 하드웨어를 활용한 병렬성 구현을 자동으로 선택합니다. (반면 외부반복에서는 병렬성을 스스로 관리해야함)