스트림은 그저 또 하나의 API가 아닌, 함수형 프로그랭밍에 기초한 패러다임이다.
스트림 패러다임의 핵심은 계산을 일련의 변환(transformation)으로 재구성하는 부분이다.
이때 각 변환 단계는 가능한 한 이전 단계의 결과를 받아 처리하는 순수 함수여야 한다.
- 순수함수란?
: 오직 입력만이 결과에 영향을 주는 함수.
다른 가변 상태를 참조하지 않고, 함수 스스로도 다른 상태를 변경하지 않는다.
이렇게 하려면 스트림 연산에 건네는 함수 객체는 모두 부작용이 없어야 한다.
다음은 텍스트 파일에서 단어별 수를 세어 빈도표로 만드는 일을 한다.
코드 46-1 스트림 패러다임을 이해하지 못한 채 API만 사용했다 - 따라 하지 말 것!
Map<String, Long> freq = new HashMap<>();
try(Stream<String> words = new Scanner(file).tokens()) }
words.forEach(word -> {
freq.merge(word.toLowerCase(), 1L, Long::sum);
});
}스트림, 람다, 메서드 참조를 사용했고 결과도 올바르다.
하지만 절대 스트림 코드라 할 수 없다.
스트림 API의 이점을 살리지 못하여 같은 기능의 반복적 코드보다 (조금 더) 길고, 읽기 어렵고, 유지보수에도 좋지 않다.
이 코드의 모든 작업이 종단 연산인 forEach에서 일어나는데, 이때 외부 상태(빈도표)를 수정하는 람다를 실행하면서 문제가 생긴다.
forEach가 그저 스트림이 수행한 연산 결괄르 보여주는 일 이상을 하는 것을 보니 나쁜 코드일 것 같은 냄새가 난다.
코드 46-2 스트림을 제대로 활용해 빈도표를 초기화한다.
Map<String, Long< freq;
try (Stream<String> words = new Scanner(file).tokens()) {
freq = words
.collect(groupingBy(String::toLowerCase, counting()));
}앞서와 같은 일을 하지만 이번엔 스트림 API를 제대로 사용했다. 그리고 짧고 명확하다.
forEach 연산은 종단 연산 중 기능이 가장 적고 가장 '덜' 스트림답다. 대놓고 반복적이라서 병렬화할 수도 없다.
forEach 연산은 스트림 계산 결과를 보고할 때만 사용하고, 계산하는 데는 쓰지말자.
(가끔은 스트림 계산 결과를 기존 컬렉션에 추가하는 등의 다른 용도로도 쓸 수 있다.)
이 코드는 Collector를 사용하는데, 스트림을 사용하려면 꼭 배워야 하는 새로운 개념이다.
java.util.stream.Collectors 클래스는 메서드를 무려 39개나 가지고 있고, 그중에는 타입 매개변수가 5개나 되는 것도 있다.
다행히 복잡한 세부내용을 잘 몰라도 이 API의 장점을 대부분 활용할 수 있다.
익숙해지기 전까지는 Collector 인터페이스를 잠시 잊고, 그저 축소(reduction) 전략을 캡슐화한 블랙박스 객체라고 생각하기 바란다.
*여기서 축소란? → 스트림의 원소들을 객체 하나에 취합한다는 뜻이다.
Collector가 생성하는 객체는 일반적으로 Collection이며, 그래서 "collector"라고 이름을 쓴다.
Collector를 사용하면 스트림의 원소를 손쉽게 컬렉션으로 모을 수 있다.
Collctor는 총 3 가지
1. toList() - 리스트
2. toSet() - 집합
3. toCollection(collectionFactory) - 프로그래머가 지정한 컬렉션 타입
빈도표에서 가장 흔한 단어 10개를 뽑아내는 스트림 파이프라인을 작성해보자
코드 46-3 빈도표에서 가장 흔한 단어 10개를 뽑아내는 파이프라인
List<String> topTen = freq.keySet().stream()
.sorted(comparing(freq::set).reversed())
.limit(10)
.collect(toList());√ 마지막 toList는 Collectors의 메서드다. 이처럼 Collectors의 멤버를 정적 임포트하여 쓰면 스트림 파이프라인 가독성이 좋아져, 흔히들 이렇게 사용한다.
Collectors의 나머지 메서드
- toMap(keyMapper, valueMapper)
보다시피 스트림 원소를 키에 매핑하는 함수와 값에 매핑하는 함수를 인수로 받는다.
코드 46-4 toMap 수집기를 사용하여 문자열을 열거 타입 상수에 매핑한다.
private static final Map<String, Operation> stringToEnum =
Stream.of(values()).collect(
toMap(Object::toString, e -> e));이 간단한 toMap 형태는 스트림의 각 원소가 고유한 키에 매핑되어 있을 때 적합하다.
스트림 원소 다수가 같은 키를 사용한다면 파이프라인 IllegalStateException을 던지며 종료될 것이다.
인수 3개를 받는 toMap은 어떤 키와 그 키에 연관된 원소들 중 하나를 골라 연관 짓는 맵을 만들 때 유용하다.
다음은 다양한 음악가의 앨범들을 담은 스트림을 가지고, 음악가와 그 음악가의 베스트 앨범을 연관 짓고 싶다고 해보자.
Map<Artist, Album> topHits = albums.collect(
toMap(Album::artist, a->a, maxBy(comparing(Album::sales))));여기서 비교자로는 BinaryOperator에서 정적 임포트한 maxBy라는 정적 팩터리 메서드를 사용했다.
maxBy는 Comparator를 입력받아 BinaryOperator를 돌려준다.
이 경우 비교자 생성 메서드인 comparing이 maxBy에 넘겨줄 비교자를 반환하는데, 자신의 키 추출 함수로는 Album::sales를 받았다.
말로 풀어보자면
"앨범 스트림을 맵으로 바꾸는데, 이 맵은 각 음악가와 그 음악가의 베스트 앨범을 짝지은 것이다"
인수가 3개인 toMap은 충돌이 나면 마지막 값을 취하는(last-write-wins) 수집기를 만들 때도 유용하다.
코드 46-7 마지막에 쓴 값을 취하는 수집기
toMap(keyMapper, valueMapper, (oldVal, newVal) -> newVal)네 번째 인수로 맵 팩터리를 받는다. 이 인수로는 EnumMap이나 TreeMap처럼 원하는 특정 맵 구현체를 직접 지정할 수 있다.
- groupingBy
이 메서드는 입력으로 분류 함수(classifier)를 받고 출력으로는 원소들을 카테고리별로 모아 놓은 맵을 담은 수집기를 반환한다.
그리고 이 카테고리가 해당 원소의 맵 키로 쓰인다.
다중정의된 groupingBy 중 형태가 가장 간단한 것은 분류 함수 하나를 인수로 받아 맵을 반환한다.
반환된 맵에 담긴 각각의 값은 해당 카테고리에 속하는 원소들을 모든 담은 리스트다.
- joining
이 메서드는 (문자열 등의) CharSequence 인스턴스의 스트림에만 적용 가능
매개변수가 없는 joining은 단순히 원소들을 연결(concatenate)하는 수집기를 반환한다.
인수 하나짜리 joining은 CharSequence 타입의 구분문자(delimiter)를 매개변수로 받는다.
핵심 정리
- 스트림 파이프라인 프로그래밍의 핵심은 부작용 없는 함수 객체에 있다.
- 스트림뿐 아니라 스트림 관련 객체에 건네지는 모든 함수 객체가 부작용이 없어야 한다.
- 종단 연산 중 forEach는 스트림이 수행한 계산 결과를 보고할 때만 이용해야 한다. 계산 자체에는 이용 X
- 스트림을 올바르게 사용하려면 Collector를 잘 알아둬야 한다.
- 가장 중요한 수집기 팩터리는 toList, toSet, groupingBy, joining 이다.
