JAVA 5주차 문법 : Lambda, Stream, Optioanl
모던 자바
Java 의 큰 진화는 Java 8에서 이루어 졌다.
- 하드웨어는 꾸준한 진화를 거듭했고, 사용량이 늘어나는 자원에 환경을 맞춘 C#, Java와 같은 언어들이 각광받게 되었다.
- 보안 이슈와 안정성이 높은 C#, Java, Rust 와같은 언어들이 주목을 받고 있다.
Java 의 새로운 요구사항
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병렬 처리
* 멀티코어 컴퓨터와 같은 병렬 프로세싱이 가능한 장비들이 보급되면서 새로운 요구사항들이 생겨났다.
Data, Task 병렬처리 모델 -
함수형 프로그래밍
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객체 지향 프로그래밍의 핵심
1) 프로그램을 객체들의 협력과 상호작용을 기준으로 구현
2) 객체 정의에 있어 추상화 개념을 사용
3) 코드의 재사용성, 유지보수, 확장,신뢰성이 높아진다. -
함수형 프로그래밍의 핵심
1) 결과값이 오직 입력값에만 영향을 받는 순수함수이다.
2) 검증이 쉬우며, 성능 최적화가 쉽다.(캐싱)
3) 함수가 다른 값의 변경을 야기하지 않으므로 동시성 문제를 해결하기 쉽다.4) 함수를 일급 값으로 즉 객체로 처리(익명함수) 한다.
-
캐싱 : 캐시 영역으로 데이터를 가져와서 접근하는 방식, 임시메모리에 값을 넣어서 꺼내 쓰게 되어 메모리 리소스를 아끼는 것을 목표로 한다.
3) 스트림
스트림은 데이터를 처리하는데 초점을 맞춘 인터페이스이다.- 컬렉션의 반복을 처리하는 기능이자 멀티 쓰레드 없이 관련 코드를 병렬로 데이터를 추가해주는 기능이다.
함수형 인터페이스
함수를 값으로 전달하기 위해서는 함수형 인터페이스가 필요하다
- 매개변수의 타입을 함수형 인터페이스의 선언으로 사용한다.
- 추상 메서드를 딱 하나만 가지고 있다.
- @FunctionalInterface 어노테이션으로 검증 할 수 있다.
- 함수를 값으로 처리하기에 비슷한 로직을 가지고 있는 중복된 함수를 리펙토링 가능하다.
- 함수를 값으로 취급하려면 함수를 참조로 불러 쓰는
클래스 :: 함수명문법이 필요하다.
parkingLot.addAll(parkCars(carsWantToPark, Car::hasTicket));
parkingLot.addAll(parkCars(carsWantToPark, Car::noTicketButMoney));
//여기서 hasTicket & noTicketButMoney 함수의 return type 은 boolean 아래는 두개의 함수를 하나의 함수로 리펙토링한 예시이다.
// 리펙토링 예시
public static List<Car> parkingCarWithTicket(List<Car> carsWantToPark) {
ArrayList<Car> cars = new ArrayList<>();
for (Car car : carsWantToPark) {
if (car.hasParkingTicket()) {
cars.add(car);
}
}
return cars;
}
public static List<Car> parkingCarWithMoney(List<Car> carsWantToPark) {
ArrayList<Car> cars = new ArrayList<>();
for (Car car : carsWantToPark) {
if (!car.hasParkingTicket() && car.getParkingMoney() > 1000) {
cars.add(car);
}
}
return cars;
}
//////////////리팩토링/////////////
// 변경점 1 : Predicate<Car> 인터페이스를 타입 삼아 함수를 전달합니다!
public static List<Car> parkCars(List<Car> carsWantToPark, Predicate<Car> function) {
List<Car> cars = new ArrayList<>();
for (Car car : carsWantToPark) {
// 변경점 2 : 전달된 함수는 다음과 같이 사용됩니다!
if (function.test(car)) {
cars.add(car);
}
}
return cars;
}
interface Predicate<T> {
boolean test(T t);
}Lambda
람다 표현식은 메서드로 전달 가능한 익명함수를 단순화한 것이다.
- 람다는 메서드처럼 특정 클래스에 종속되지 않으므로 함수라고 불린다.
- 람다 표현식을 메서드 인수로 전달하거나 변수로 저장 가능하다.
// 기본적으로 문법은 다음과 같습니다.
(파라미터 값, ...) -> { 함수 몸체 }
// 아래의 함수 두개는 같은 함수입니다.
// 이름 반환타입, return문 여부에 따라 {}까지도 생략이 가능합니다.
public int toLambdaMethod(int x, int y) {
return x + y;
}
(x, y) -> x + y // 주말의 주차장 추가
ArrayList<Car> weekendParkingLot = new ArrayList<>();
// 두개의 함수를 익명함수를 통해 코드를 줄여 간단하게 구현 가능
weekendParkingLot
.addAll(parkCars(carsWantToPark, (Car car) -> car.hasParkingTicket() && car.getParkingMoney() > 1000));위와같은 람다식은 함수 값 으로 평가되며, 한번만 사용된다.
Stream
스트림 이란 Java 8부터 제공되는, 자료구조의 '흐름' 을 객체로 제공해주고, 그 흐름동안 사용할 수 있는 메서드 들을 api로 제공해준다.
- 모든 컬렉션을 상속하는 구현체들은 스트림을 반환한다.
스트림 특징
- 원본의 데이터를 변경하지 않는다.
- Java Collection 으로부터 스트림(흐름) 을 받아 사용한다.
- 일회용의 성격을 지닌다.
스트림 사용 방법
//stream 가져오기
carsWantToPark.stream()
// 스트림 가공하기
// filter() 함수는 boollean type 이다.
.filter((Car car) -> car.getCompany().equals("Benz"))
// 스트림 결과 만들기
.toList();스트림 api
스트림의 api는 방대해서 코드를 마주할 때 마다 알아보는 것이 중요하다
대표적인 api는 map(), forEach(), filter() 정도가 있다.
- forEach()
List<String> carNames = Arrays.asList("Series 6", "A9", "Ionic 6");
carNames.stream()
.forEach(System.out::println);- map()
carNames.stream()
.map(name -> name.toUpperCase()).toList();
// forEach() 와는 반대로 넘겨 받은 값을 변환 시킨다. NUll 체크
우리가 코드를 작성할 때 흔히 빼먹는 실수가 존재한다 그것은 null 체크 이다.
가장 많이 발생하고 있는 에러는 NullPointException 이고 약 80% 를 차지한다고 한다.
- 논리적으로, 환경적으로
null이반환될 여지가 있음에도 명시하지 않기에 - 에러 발생 이후 디버깅이 매우 어렵다.
개선방법(예방)은 다양하다.
1. 객체를 감싸서 반환하기
// 개선 2: 결과값을 감싼 객체를 만듭니다.
class SomeObjectForNullableReturn<T> {
private final T returnValue;
private final Boolean isSuccess;
SomeObjectForNullableReturn(T returnValue, Boolean isSuccess) {
this.returnValue = returnValue;
this.isSuccess = isSuccess;
}
public T getReturnValue() {
return returnValue;
}
public Boolean isSuccess() {
return isSuccess;
}
}
public class NullIsDanger {
public static void main(String[] args) {
SomeDBClient myDB = new SomeDBClient();
// 개선 2 : 이제 해당 메서드를 사용하는 유저는, 객체를 리턴받기 때문에 더 자연스럽게 성공여부를 체크하게 됩니다.
SomeObjectForNullableReturn getData = myDB.findUserIdByUsername("HelloWorldMan");
if (getData.isSuccess()) {
System.out.println("HelloWorldMan's user Id is : " + getData.getReturnValue());
}
}
}
class SomeDBClient {
// 개선 2 : 결과값을 감싼 객체를 리턴합니다.
public SomeObjectForNullableReturn findUserIdByUsername(String username) {
// ... db에서 찾아오는 로직
String data = "DB Connection Result";
if (data != null) {
return new SomeObjectForNullableReturn(data, true);
} else {
return new SomeObjectForNullableReturn(null, false);
}
}
}Optional<T>클래스 이용하기
- Java 8 에서는
Optional<T>클래스를 이용해서 Null Pointer Exception 을 방지한다. - null 이 올 수 있는 값을 감싸느 Wrapper 클래스이다.
// 값이 null 인 Optional 생성
Optional<Car> emptyOptional = Optional.empty();
// 값이 있는 Optional 생성
// null return 시 NullPointerException
Optional<Car> hasDataOptional = Optional.of(new Car());
// 참조 변수의 값이 null이 될 가능성이 있다면
// null 이라면 비어있는 Optional 객체를 반환
Optional<Car> hasDataOptional = Optional.ofNullable(getCarFromDB());3. Optioanl 객체 사용하기
Optional<String> opt = Optional.ofNullable("자바 Optional 객체");
System.out.println(opt.get());get() 메서드 호출시 Optional 객체에 저장된 값이 null 이면, NoSuchElementException 예외가 발생한다.
때문에 get() 메서드 호출 전 isPresent() 메서드를 이용하여 안전하게 접근하는 것이 좋다.
Optional<String> carName = getCarNameFromDB();
// orElse() 를 통해 값을 받아옵니다, 파라미터로는 null인 경우 반환할 값을 적습니다.
tring carName = getCarNameFromDB().orElse("NoCar");
/ orElseGet()이라는 메서드를 사용해서 값을 받아올 수 있습니다.
// 파라미터로는 없는 경우 실행될 함수를 전달합니다.
Car car = getCarNameFromDB().orElseGet(Car::new);
// 값이 없으면, 그 아래 로직을 수행하는데 큰 장애가 되는경우 에러를 발생시킬수도 있습니다.
Car car = getCarNameFromDB()
.orElseThrow(() -> new CarNotFoundException("NO CAR!)
정리
이번 시간에는 모던 자바의 중요 문법인 람다, 스트림 그리고 Optinal 클래스에 대해서 알아보았다.
Optinal 객체를 이용하여 NullPointException 을 예방할 수 있는 방법, java.collection 내부의 stream() 메서드와 관련된 api 들을 자세하게 알아볼 수 있었다.
