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item 45 dodo4513
황도영 edited this page Apr 24, 2020
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1 revision
- 스트림 API는 다량의 데이터 처리 작업(순차적이든 병렬적이든)을 돕고자 자바 8에 추가되었다.
- 이 API가 제공하는 추상 개념 중 핵심은 두 가지다.
- 그 첫 번째인 스트림(stream)은 데이터 원소의 유한 혹은 무한 시퀀스(sequence)를 뜻한다.
- 두 번째인 스트림 파이프라인(stream pipeline)은 이 원소들로 수행하는 연산 단계를 표현하는 개념이다.
- 스트림 파이프라인은 소스 스트림에서 시작해 종단 연산(terminal operation)으로 끝나며, 그 사이에 하나 이상의 중간 연산(intermediate operation)이 있을 수 있다.
- 각 중간 연산은 스트림을 어떠한 방식으로 변환(transform)한다.
- 종단 연산은 마지막 중간 연산이 내놓은 스트림에 최후의 연산을 가한다.
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평가는 종단 연산이 호출될 때 이뤄지며, 종단 연산에 쓰이지 않는 데이터 원소는 계산에 쓰이지 않는다. - 이러한 지연 평가가 무한 스트림을 다룰 수 있게 해주는 열쇠다.
- 종단 연산이 없는 스트림 파이프라인은 아무 일도 하지 않는 명령어인 no-op과 같으니, 종단 연산을 빼먹는 일이 절대 없도록 하자.
- 스트림 API는 메서드 연쇄를 지원하는 플루언트 API(fluent API)다. 즉, 파이프라인 하나를 구성하는 모든 호출을 연결하여 단 하나의 표현식으로 완성할 수 있다
- 기본적으로 스트림 파이프라인은 순차적으로 수행된다. 파이프라인을 병렬로 실행하려면 파이프라인을 구성하는 스트림 중 하나에서 parallel 메서드를 호출해주기만 하면 되나, 효과를 볼 수 있는 상황은 많지 않다
- 스트림 API는 다재다능하여 사실상 어떠한 계산이라도 해낼 수 있다. 하지만 할 수 있다는 뜻이지, 해야 한다는 뜻은 아니다. 스트림을 제대로 사용하면 프로그램이 짧고 깔끔해지지만, 잘못 사용하면 읽기 어렵고 유지보수도 힘들어 진다.
// case1: 스트림을 사용하지 않은 코드
public class Anagrams {
public static void main(String[] args) throws IOException {
File dictionary = new File(args[0]);
int minGroupSize = Integer.parseInt(args[1]);
Map<String, Set<String>> groups = new HashMap<>();
try (Scanner s = new Scanner(dictionary)) {
while (s.hasNext()) {
String word = s.next();
groups.computeIfAbsent(alphabetize(word),
(unused) -> new TreeSet<>()).add(word);
}
}
for (Set<String> group : groups.values())
if (group.size() >= minGroupSize)
System.out.println(group.size() + ": " + group);
}
private static String alphabetize(String s) {
char[] a = s.toCharArray();
Arrays.sort(a);
return new String(a);
}
}- 맵에 각 단어를 삽입할 때 자바 8에서 추가된 computeIfAbsent 메서드를 사용했다.
이처럼 computeIfAbsent를 사용하면 각 키에 다수의 값을 매핑하는 맵을 쉽게 구현할 수 있다.
// case2 스트림을 과도하 사용한 코드
public class Anagrams {
public static void main(String[] args) throws IOException {
Path dictionary = Paths.get(args[0]);
int minGroupSize = Integer.parseInt(args[1]);
try (Stream<String> words = Files.lines(dictionary)) {
words.collect(
groupingBy(word -> word.chars().sorted()
.collect(StringBuilder::new,
(sb, c) -> sb.append((char) c),
StringBuilder::append).toString()))
.values().stream()
.filter(group -> group.size() >= minGroupSize)
.map(group -> group.size() + ": " + group)
.forEach(System.out::println);
}
}
}- 이 코드는 확실히 짧지만 읽기는 어렵다. 특히 스트림에 익숙하지 않은 프로그래머라면 더욱 그럴 것이다. 이처럼 스트림을 과용하면 프로그램이 읽거나 유지보수하기 어려워진다.
// case3 적당한 절충안 코드
public class Anagrams {
public static void main(String[] args) throws IOException {
Path dictionary = Paths.get(args[0]);
int minGroupSize = Integer.parseInt(args[1]);
try (Stream<String> words = Files.lines(dictionary)) {
words.collect(groupingBy(word -> alphabetize(word)))
.values().stream()
.filter(group -> group.size() >= minGroupSize)
.forEach(g -> System.out.println(g.size() + ": " + g));
}
}
// alphabetize 메서드는 코드 45-1과 같다.
}- 람다에서는 타입 이름을 자주 생략하므로 매개변수 이름을 잘 지어야 스트림 파이프라인의 가독성이 유지된다.
- 한편, 단어의 철자를 알파벳순으로 정렬하는 일은 별도 메서드인 alphabetize에서 수행했다. 연산에 적절한 이름을 지어주고 세부 구현을 주 프로그램 로직 밖으로 빼내 전체적인 가독성을 높인 것이다. 도우미 메서드를 적절히 활용하는 일의 중요성은 일반 반복 코드에서보다는 스트림 파이프라인에서 훨씬 크다.
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코드 블록에서는 범위 안의 지역변수를 읽고 수정할 수 있다. 하지만 람다에서는 final이거나 사실상 final인 변수[JLS 4.12.4]만 읽을 수 있고, 지역변수를 수정하는 건 불가능하다.
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코드 블록에서는 return 문을 사용해 메서드에서 빠져나가거나, break나 continue 문으로 블록 바깥의 반복문을 종료하거나 반복을 한 번 건너뛸 수 있다. 또한 메서드 선언에 명시된 검사 예외를 던질 수 있다. 하지만 람다로는 이 중 어떤 것도 할 수 없다.
- 원소들의 시퀀스를 일관되게 변환한다.
- 원소들의 시퀀스를 필터링한다.
- 원소들의 시퀀스를 하나의 연산을 사용해 결합한다(더하기, 연결하기, 최솟 값 구하기 등).
- 원소들의 시퀀스를 컬렉션에 모은다(아마도 공통된 속성을 기준으로 묶어가며).
- 원소들의 시퀀스에서 특정 조건을 만족하는 원소를 찾는다.
- 한 데이터가 파이프라인의 여러 단계(stage)를 통과할 때 이 데이터의 각 단계에서의 값들에 동시에 접근하기는 어려운 경우다. 스트림 파이프라인은 일단 한 값을 다른 값에 매핑하고 나면 원래의 값은 잃는 구조이기 때문이다.
스트림을 사용해야 멋지게 처리할 수 있는 일이 있고, 반복 방식이 더 알맞은 일도 있다.
그리고 수많은 작업이 이 둘을 조합했을 때 가장 멋지게 해결된다.
어느 쪽을 선택하는 확고부동한 규칙은 없지만 참고할 만한 지침 정도는 있다.
어느 쪽이 나은지가 확연히 드러나는 경우가 많겠지만, 아니더라도 방법은 있다.
스트림과 반복 중 어느 쪽이 나은지 확신하기 어렵다면 둘 다 해보고 더 나은 쪽을 택하라.