Stream API

Javacafe 백엔드 스터디 (자바8)

목차

•첫번째 시간 복습

•스트림 API 소개

•컬렉션 vs 스트림API

•스트림 API 특징•Optional

•스트림 API 활용• Stream API 데이터 연산•스트림 생성•기본형 특화 스트림

첫번째 시간 복습 - 람다

익명 클래스에서 람다식으로

첫번째 시간 복습 - 람다

첫번째 시간 복습 - 함수형 인터페이스

● 하나의 추상 메서드를 가진 인터페이스만 람다로 사용할 수 있다. 이러한 인터페이스를 함수형 인터페이스라고 한다.

● 인터페이스 내부에 선언된 유일한 메서드에 람다의 몸체가 정의된다.

● 함수형 인터페이스에 디폴트 메서드가 여럿 있더라도, 추상 메서드가 하나라면 함수형 인터페이스이다.

● 어노테이션 @FunctionalInterface를 클래스 상단에 붙여 명시적으로 함수형 인터페이스라는 것을 표기해줄 수 있다.

첫번째 시간 복습 - 디폴트 메서드

default 키워드를 사용하면 인터페이스에 메서드를 바로 설정 가능기존의 구현체 구조에 영향을 주지 않고 새로운 기능을 추가

<Interface>List

ArrayList

LinkedList

Stack

ArrayList

LinkedList

Stack

첫번째 시간 복습 - 메서드 레퍼런스

람다를 간결하게 쓸 수 있도록 도와주는 문법클래스(객체)명과 메서드명 사이에 구분자(::)를 붙여 사용한다.

Java.util.function 패키지

첫번째 시간 복습 - 기본 제공 함수형 인터페이스

스트림 API 소개

스트림 API 소개

요구사항

칼로리가 400이하인 요리를 추출 칼로리 순으로 정렬하고상위 3개의 이름을 출력

스트림 API 소개

List<Dish> lowCaloricDishes = new ArrayList<>();// 칼로리가 400이하인 메뉴만 가지고 온다.for (Dish d : menu) { if (d.getCalories() < 400) { lowCaloricDishes.add(d); }}// 칼로리 순으로 정렬Collections.sort(lowCaloricDishes, new Comparator<Dish>() { public int compare(Dish o1, Dish o2) { return Integer.compare(o1.getCalories(), o2.getCalories()); }});// 요리 이름만 가지고 온다.List<String> lowCaloricDishesName = new ArrayList<>();for (Dish d : lowCaloricDishes) { lowCaloricDishesName.add(d.getName());}// 상위 3개의 결과만 반환한다List<String> lowCaloricLimit3DisishesName = lowCaloricDishesName.subList(0, 3);System.out.println(lowCaloricLimit3DisishesName);

클래식 자바 스타일, 컬렉션을 활용한 요구사항 구현

스트림 API 소개

Stream API를 활용한다면!!

List<String> lowCaloricDishesName = menu.stream() .filter(d -> d.getCalories() < 400) .sorted(comparing(Dish::getCalories)) .map(Dish::getName) .collect(toList());

System.out.println(lowCaloricDishesName);

스트림 API 소개

또 다른 요구사항

1. 300칼로리 이하인 메뉴를 다이어트로, 아닐 경우에는 일반으로 나누어라

2. 가장 칼로리가 높은 메뉴를 찾아라

스트림 API 특성

선언형 프로그래밍

SELECT * FROM Products WHERE (Price BETWEEN 10 AND 20) AND NOT CategoryID IN (1,2,3);

● 명령형 프로그래밍은 어떻게 해결할지에 대해서 집중● 선언형 프로그래밍은 무엇을 하여야 하는지에 대해서 집중

● 명령형 프로그래밍보다 선언형 프로그래밍이 좋은가?○ 구체적인 작동 순서를 나열하지 않고, 알고리즘에만 집중 할 수 있다.○ 이미 구현된 것을 사용. 성능이 빠르다.○ 구체적인 작동 순서를 나열하지 않기 때문에. 명령형보다 버그 적다.

스트림 API 특성

조립할 수 있음

● 스트림을 조작할 수 있는 다양한 메서드를 제공한다.● Stream API에서는 이 메서드들을 연결, 복잡한 연산을 처리하는 로직을 쉽고 유연하게 작성해 낼 수 있다.

스트림 API 특성

병렬화

List<String> dishs = menu.parallelStream() .filter(d -> d.getCalories() < 400) .sorted(comparing(Dish::getCalories)) .collect(toList());

다음과 같이 병렬스트림이라고 선언만하면병렬로 데이터를 처리할 수 있다.

List<String> dishs = menu.stream() .filter(d -> d.getCalories() < 400) .sorted(comparing(Dish::getCalories)) .collect(toList());

스트림 API 특성

• 컬렉션과 스트림 모두 연속된 요소 형식의 값을 저장하는 자료구조의 인터페이스를 제공한다.

• 둘 다 순서에 따라 순차적으로 요소에 접근한다.

• 컬렉션과 스트림의 가장 큰 차이는 데이터를 언제 계산하느냐 이다.– 컬렉션 : 각 계산식을 만날때마다 데이터가 계산된다.– 스트림 : 최종연산이 실행될 때에 데이터가 계산된다.

스트림 vs 컬렉션

스트림 API 특성

• 컬렉션– 자료구조이므로 데이터에 접근, 읽기, 변경, 저장 같은 연산이 주요 관심사이다. (직접 데이터 핸들링)

– 데이터에 접근하는 방법을 직접 작성해야 한다.

• 스트림– Filter, sorted, map 처럼 계산식(람다)을 표현하는 것이 주요 관심사이다. (계산식을 JVM으로 던진다.)

– 데이터에 접근하는 방법이 추상화 되어 있다.

스트림 vs 컬렉션 - 데이터 접근 측면

스트림 API 특성

스트림 vs 컬렉션 - 데이터 계산 측면

• 컬렉션– 작업을 위해서 Iterator로 모든 요소를 순환해야 한다.– 메모리에 모든 요소가 올라간다.– 모든 요소가 메모리에 올라가 있는 상태에서 요소를 누적시키며 결과를 계산한다.

– 메모리 사용량 연산속도• 스트림

– 계산식(알고리즘 or 람다)을 미리 적어두고 계산시에 람다로 JVM에 넘긴다.

– 내부에서 요소를 어떻게 메모리에 올리는 지는 관심사가 아니다. (블랙박스)

– 계산 요청시 결과가 바로 리턴된다.– 메모리 사용량 연산속도

스트림 API 특성

filter map limit collect

중간연산 최종연산

menu.stream().filter(d -> d.getCalories() > 300) .map(Dish::getName) .limit(3) .collect(toList());

중간연산은 파이프라인으로 연결되어 선언식이 최종연산으로 전달

된다.

중간연산 정보를 스트림으로 입력받아 최종연산에서 한번에 처리한다.

단말 연산을 스트림 파이프라인에 실행하기 전까지는 아무 연산도 수행하지 않는다. (Lazy)모든 중간연산을 합친 다음 최종연산에서 한번에 처리한다.

스트림 API 특성

스트림 연산

• 스트림은 2가지로 연산이 구분된다.– Filter, map, limit는 서로 연결되어 파이프라인을 형성한다.

– Collect로 마지막 파이프라인을 수행후 완료한다.

• 중간연산 (Intermediate Operation)• 최종연산 (Terminal Operation)

Optional NPE의 공포에서 벗어나기!

흔하게 만날 수 있는 NullPointerException

Optional NPE의 공포에서 벗어나기!

String version = "UNKNOWN";if(computer != null){

Soundcard soundcard = computer.getSoundcard();if(soundcard != null){

USB usb = soundcard.getUSB();if(usb != null){

version = usb.getVersion();}

}}

NullPointerException을 예방하기 위해서는..

Optional NPE의 공포에서 벗어나기!

Optional이란?● 값이 있거나 또는 없는 경우를 표현하기 위한 클래스

public class Computer { private Optional<Soundcard> soundcard; public Optional<Soundcard> getSoundcard() {...} ...}

// Optional을 사용하면 사용자에게 Null이 나온다는 것을 경고해 줄 수 있다.if(soundcard.isPresent()){ System.out.println(soundcard.get());}

// 다양한 부가기능도 제공한다. 값이 없을 경우에 대한 기본값 설정가능Soundcard soundcard = maybeSoundcard.orElse(new Soundcard("defaut"));

Optional NPE의 공포에서 벗어나기!

usb 객체의 값이 null이 아니면서 버전이 “3.0”이라면 “ok”를 출력하라

// 클래식 자바에서의 요구사항 구현USB usb = ...;if(usb != null && "3.0".equals(usb.getVersion())){ System.out.println("ok");}

// Optional을 사용하였을 경우.Optional<USB> maybeUSB = ...;maybeUSB.filter(usb -> "3.0".equals(usb.getVersion()) .ifPresent(() -> System.out.println("ok"));

참조 : http://www.oracle.com/technetwork/articles/java/java8-optional-2175753.html

스트림 API 활용

스트림 API 활용 - 필터링/슬라이싱filterPredicate를 인자로 받아서 참인 요소만을 반환

스트림 API 활용 - 필터링/슬라이싱distinct유일한 값을 반환한다.

스트림 API 활용 - 필터링/슬라이싱limit지정된 숫자만큼 반환한다.

스트림 API 활용 - 필터링/슬라이싱skip지정된 숫자를 무시하고 나머지를 반환한다.

스트림 API 활용 - 매핑map스트림의 T객체를 U로 변환. 파라미터로Function<T,U>를 사용

스트림 API 활용 - 매핑flatMap각 요소의 값을 분해하여 스트림으로 변환한다.

스트림 API 활용 - 검색과 매칭anyMatchPredicate가 적어도 한 요소와 일치하는지 확인한다.

스트림 API 활용 - 검색과 매칭allMatchPredicate가 모든 요소와 일치하는지 확인한다.

스트림 API 활용 - 검색과 매칭noneMatchPredicate가 모든 요소와 불일치하는지 확인한다.

findAny현재 스트림에서 임의의 요소를 반환한다.

스트림 API 활용 - 검색과 매칭

()

findFirst현재 스트림에서 첫번째 요소를 반환한다.

스트림 API 활용 - 검색과 매칭

()

reduce [연산]reduce(init, operator) 또는 reduce(operator) 형태로 사용

스트림 API 활용 - 리듀싱

reduce [최댓값, 최솟값]

스트림 API 활용 - 리듀싱

sortComparator를 사용. 스트림의 요소를 정렬

스트림 API 활용 - sort

스트림 API 활용 - 스트림 생성하기Stream static 메서드 “of” 사용 Stream.of(data...)

Arrays static 메서드 “stream” 사용 Arrays.stream(Array[])

Stream static 메서드 “iterator” 사용 Stream.iterator(seed, operator);

Stream static 메서드 “generate” 사용 Stream.generate(() -> T)

스트림 API 활용 - 기본형 특화 스트림숫자집합 스트림에서 연산에서 스트림은 sum과 같은 연산에 대한 메서드는 제공해주지 않는다.

reduce를 사용하여 데이터를 연산할수는 있지만 직관적이지는 않음

그리고 Autoboxing에 따른 성능저하

스트림 API 활용 - 기본형 특화 스트림숫자형일 경우에서 사용할 수 있도록 자바는 세가지 형태의 기본형 특화 스트림을 제공

● IntStream● LongStream● DoubleStream

숫자형일 경우 사용 가능한 메서드를 제공

필요에 따라 Wrapper 타입으로 변환 가능

스트림 API 활용 - 기본형 특화 스트림 생성

다음시간 - 데이터 수집하기

메뉴를 유형별로 분류하여 아래와 같은 형태로 나타내어라Map<Type, List<Dish>>

다음시간 - 병렬 스트림

No silver bullet.