스트림 API가 지원하는 다양한 연산들을 살펴보자.
1. 필터링
- filter - Predicate를 통한 필터링
Stream<T> filter(Predicate<? super T> predicate);- distinct - 고유 요소만 필터링
Stream<T> distinct();2. 스트림 슬라이싱
Predicate를 통한 슬라이싱 (Java 9)
- takeWhile - Predicate의 결과가 true인 요소에 대한 필터링. Predicate이 처음으로 거짓이 되는 지점에 연산을 멈춘다.
Stream<T> takeWhile(Predicate<? super T> predicate)- dropWhile - Predicate의 결과가 false인 요소에 대한 필터링. Predicate이 처음으로 거짓이 되는 지점까지 발견된 요소를 버린다.
Stream<T> dropWhile(Predicate<? super T> predicate)스트림 축소
- limit - 주어진 값 이하의 크기를 갖는 새로운 스트림을 반환한다.
Stream<T> limit(long maxSize);요소 건너뛰기
- skip - 처음 n개 요소를 제외한 스트림을 반환한다.
Stream<T> skip(long n);3. 매핑
스트림의 각 요소에 함수 적용하기
- map - 함수를 인수로 받아 새로운 요소로 매핑된 스트림을 반환한다. 기본형 요소에 대한 mapToType 메서드도 지원한다 (mapToInt, mapToLong, mapToDouble).
<R> Stream<R> map(Function<? super T, ? extends R> mapper);스트림 평면화
- flatMap - 제공된 함수를 각 요소에 적용하여 새로운 하나의 스트림으로 매핑한다. 결과적으로 하나의 평면화된 스트림을 반환한다.
<R> Stream<R> flatMap(Function<? super T, ? extends Stream<? extends R>> mapper);4. 검색과 매칭 (쇼트 서킷)
- anyMatch - 적어도 한 요소와 일치하는지 확인하는 최종 연산이다 (일치하는 순간 true 반환).
boolean anyMatch(Predicate<? super T> predicate);- allMatch - 모든 요소와 일치하는지 검사하는 최종 연산이다 (일치하지 않는 순간 false 반환).
boolean allMatch(Predicate<? super T> predicate);- noneMatch - 모든 요소가 일치하지 않는지 검사하는 최종 연산이다 (일치하는 순간 false 반환).
boolean noneMatch(Predicate<? super T> predicate);- findFirst - 첫 번째 요소를 찾아 반환한다. 순서가 정해져 있을 때 사용한다.
Optional<T> findFirst();- findAny - 요소를 찾으면 반환한다. 요소의 반환 순서가 상관없을 때 findFirst 대신 사용된다.
Optional<T> findAny();
5. 리듀싱
- reduce - 모든 스트림 요소를 BinaryOperator로 처리해서 값으로 도출한다. 두 번째 reduce 메서드와 같은 경우 초기값(identity)이 없으므로 아무 요소가 없을 때를 위해 Optional<T>를 반환한다.
T reduce(T identity, BinaryOperator<T> accumulator);
Optional<T> reduce(BinaryOperator<T> accumulator);
<U> U reduce(U identity, BiFunction<U, ? super T, U> accumulator, BinaryOperator<U> combiner);- max, min - 요소에서 최댓값과 최솟값을 반환한다. 마찬가지로, 빈 스트림일 수 있기에 Optional<T> 를 반환한다.
Optional<T> max(Comparator<? super T> comparator);
Optional<T> min(Comparator<? super T> comparator);💡 reduce 메서드의 장점과 병렬화
기존의 단계적 반복으로 합계를 구하는 것보다 reduce를 이용하면 내부 반복이 추상화되면서 내부 구현에서 병렬로 reduce를 실행할 수 있게 된다. 반복적인 합계에서는 sum 변수를 공유해야 하므로 쉽게 병렬화하기 어렵다. 스트림은 내부적으로 포크/조인 프레임워크(fork/join framework)를 통해 이를 처리한다.
💡 스트림 연산 : 상태 없음과 상태 있음
각각의 스트림 연산은 상태를 갖는 연산과 상태를 갖지 않는 연산으로 나뉘어 있다.
map, filter 등은 입력 스트림에서 각 요소를 받아 0 또는 결과를 출력 스트림으로 보낸다. 따라서 이들은 보통 상태가 없는, 내부 상태를 갖지 않는 연산(stateless operation)이다.
하지만 reduce, sum, max 같은 연산은 결과를 누적할 내부 상태가 필요하다. 예제의 내부 상태는 작은 값이다. 스트림에서 처리하는 요소 수와 관계없이 내부 상태의 크기는 한정(bounded)되어 있다.
반면 sorted나 distinct 같은 연산은 스트림의 요소를 정렬하거나 중복을 제거하기 위해 과거의 이력을 알고 있어야 한다. 예를 들어 어떤 요소를 출력 스트림으로 추가하려면 모든 요소가 버퍼에 추가되어 있어야 한다. 따라서 데이터 스트림의 크기가 크거나 무한이라면 문제가 생길 수 있다. 이러한 연산을 내부 상태를 갖는 연산(stateful operation)이라 한다.
6. 숫자형 스트림
스트림 API는 숫자 스트림을 효율적으로 처리할 수 있도록 기본형 특화 스트림(primitive stream specialization)을 제공한다.
기본형 특화 스트림
기본형 특화 스트림으로 IntStream, DoubleStream, LongStream이 존재하며 각각의 인터페이스에는 숫자 스트림의 합계를 계산하는 sum, 최댓값 요소를 검색하는 max 같이 자주 사용하는 숫자 관련 리듀싱 연산 메서드를 제공한다.
객체 스트림으로 복원하기
boxed메서드를 이용하면 특화 스트림을 일반 스트림으로 변환할 수 있다.
Stream<Integer> boxed(); // in IntStreamOptional도 기본형에 대하여 지원한다. OptionalInt, OptionalDouble, optionalLong 세 가지 기본형 특화 스트림 버전의 Optional이 제공된다.
숫자 범위
특정 범위의 숫자를 이용해야 할 때 range와 rangeClosed 메서드를 사용할 수 있다. 이는 IntStream, LongStream 두 기본형 특화 스트림에서 지원된다. range는 열린 구간을 의미하며, rangeClosed는 닫힌 구간을 의미한다.
7. 스트림 만들기
값으로 스트림 만들기
정적 메서드 Stream.of을 이용하여 스트림을 만들 수 있다.
null이 될 수 있는 객체로 스트림 만들기
자바 9부터 지원되며 Stream.ofNullable 메서드를 이용하여 null이 될 수 있는 객체를 지원하는 스트림을 만들 수 있다.
배열로 스트림 만들기
배열을 인수로 받는 정적 메서드 Arrays.stream을 이용하여 스트림을 만들 수 있다.
파일로 스트림 만들기
파일을 처리하는 등의 I/O 연산에 사용하는 자바의 NIO API(비블록 I/O)도 스트림 API를 활용할 수 있도록 업데이트되었다. java.nio.file.Files의 많은 정적 메서드가 스트림을 반환한다. 예를 들어 Files.lines는 주어진 파일의 행 스트림을 문자열로 반환한다.
함수로 무한 스트림 만들기
Stream.iterate와 Stream.generate를 통해 함수를 이용하여 무한 스트림을 만들 수 있다. iterate와 generate에서 만든 스트림은 요청할 때마다 주어진 함수를 이용해서 값을 만든다. 따라서 무제한으로 값을 계산할 수 있지만, 보통 무한한 값을 출력하지 않도록 limit(n) 함수를 함께 연결해서 사용한다.
- Stream.iterate
public static<T> Stream<T> iterate(final T seed, final UnaryOperator<T> f)- Stream.generate
public static<T> Stream<T> generate(Supplier<T> s)
