[JAVA] Stream 이란?

 

SpringBoot로 Java를 오랜만에 사용하게 되었는데 아래 코드가 원리가 뭔지가 이해가 안돼서 Java 문법을 공부해보았다.

이번 포스트에서는 Stream의 개념을 다룬 후 아래 코드의 동작 원리를 분석해볼 것이다.

public Optional<Member> findByName(String name) { 
	     return store.values().stream()
              .filter(member -> member.getName().equals(name))
              .findAny(); }

일단 개념부터 짚고 넘어가보자.

 

Stream의 용도와 구조

Java8에서부터 지원한 기능으로, 일종의 반복문을 간단하게 나타낸 것이라고 할 수 있다.

Stream은 컬렉션이나 배열, 리스트 등에 있는 값들을 참고하여 그 값들에 대해서 연산을 해주는 API이다.

 

Python에서 반복문 기능을 사용해 보신 분들은 Python 반복문의 in을 써본 적이 있을 것이다.

보통의 반복문에서는 for(int i=0; i<10; i++) {~~} 이런식으로 i가 설정이 되었다면, Python에서는

for person in people : ~ 이런식으로 되어있어서 people안에 있는 person을 iterator로 돌릴 수가 있다.

 

Java의 Stream 기능은 방법만 익히면 반복문을 더 자유자재로 사용할 수 있을 것이다.

Stream을 사용한 예시를 보며 원리를 더 잘 이해해보자.

  //정수들이 담긴 리스트에서 짝수인 정수만 뽑아서 이 아이들만 반복문을 돌리는 코드
  
  List<Integer> intList =
          new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8)); 
          //1~8까지 정수가 있는 리스트 intList

  Stream<Integer> filterResult =
          intList.stream().filter(item -> item % 2 == 0); 
          //intList을 소스로 stream을 생성, stream안에서 짝수인 아이템만 filterResult에 담음

  filterResult.forEach(System.out::println); 
  //forEach로 stream에 있는 모든 값들을 순회하고 이를 출력함
   
/** 출력 결과
 *	2
 *	4
 *	6
 *	8
 */

 

Stream의 구조는 다음과 같다.

1. stream 생성

2. 중개 연산 (stream 안에서 어떤 애들을 iterate 할 것인가 선정하고 이를 다시 Stream으로 반환)

3. 최종 연산 (중개 연산을 통해 뽑힌 애들로 어떤 연산을 진행할 것인가?)

 

최종 형식은 아래와 같다.

데이터소스.Stream 생성.중개연산.최종연산

intList.stream().filter(item->item%2==0).forEach(System.out::println); 를 자세히 보자

우리는 intList라는 데이터 소스로부터,

stream을 생성하고 (stream()),

filter(item->item %2 ==0) 로 정수인 item만 가져온 후 이를 다시 Stream으로 반환하고,

forEach(System.out::println) 을 통해 filter에서 추출된 stream의 item들을 각각 출력한다.

 

 

조건이 여러개인 경우도 filter로 다 고를 수 있다. 참고로 filter 안에서는 람다식을 사용한다. 아래 예제를 보자

// 조건 여러개인 경우
  String[] strArray = {"ABC", "BAZ", "AZ", "ABCZ", "CC"};
  List<String> strList =
          new ArrayList<>(Arrays.asList(strArray));

  Stream<String> filterResult =
          strList.stream().filter((item) -> {
              return item.startsWith("A") && item.endsWith("Z") && item.length() >= 3;
          });

  filterResult.forEach(System.out::println);

예제의 fiter((item) -> { return item.startWith("W") && item.endsWith("Z") && item.length() >=3; });를 보면 W로 시작하고 Z로 끝나며 길이가 3이상인 item만 가져오고 있다. 이런식으로 filter 안에서도 여러 조건을 &&로 묶어 모든 조건을 만족하는 item들만 가져올 수 있다.

 

 

이제 Stream이 어떤 방식으로 반복문을 처리하는지 자세히 살펴보자.

 

1. Stream 생성을 위한 데이터 소스

컬렉션, 배열, 가변 매개변수, 람다 표현식, 빈 스트림, 연속된 정수 등등.....

위 예제에서는 리스트가 데이터 소스였다.

 

2. 중개 연산 (반복할 애들 선정하는 과정) 

Stream 필터링 : flter(), distinct() -> 해당 스트림에서 주어진 조건에 맞는 요소만으로 구성된 Stream을 새로 반환함 (distinct는 filter()에서 중복되는 요소 제거)

 

3. 최종 연산 : 중개 연산을 통해 만들어진 Stream의 요소들을 어떻게 처리할 것인지? 

forEach(동작) : 요소마다 '동작'실행 ex) .forEach(System.out::println)

findAny() : 요소의 검색 후 반환

count(), min(), max(), sum(), average()  등등....

 

 

이제 맨 위에 있던 코드를 분석해보자.

public Optional<Member> findByName(String name) { 
	     return store.values().stream()
              .filter(member -> member.getName().equals(name))
              .findAny(); }

findByName은 name을 인자로 받고 Member 객체를 Optional로 wrapping 해서 반환한다.

 

일단 store.values()를 데이터 소스로 삼는다. (store는 HashMap<Long,Member> 꼴로 위에서 선언했다고 가정) 

그러면 store.values()는 HashMap의 모든 Member들이 모여있는 집합일 것이다.

아무튼 이 멤버들 집합중에서 무엇을 반복할지 선정하자.

 

filter(member->member.getName().equals(name)) 이라고 써있다. 따라서 member들의 name을 다 가져온 후 함수의 인자로 받은 name과 동일한 member만 가져올 것이다.

 

findAny() 를 통해 filter를 통해 만들어진 새 stream의 멤버들을 반환하게 된다.

 

 

 

 

Reference

https://developer-talk.tistory.com/730

[Java]Stream 특정 조건을 만족하는 값 가져오는 방법 - filter 메서드

[Java] Java 8 Stream이란? (tistory.com)

[Java] Java 8 Stream이란?