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Stream API

Stream API

📝 Stream API란?

객체 컬렉션을 처리하는 강력한 도구

목적: 간결하고 읽기 쉬운 코드로 컬렉션 작업 수행

특징: 함수형 프로그래밍 방식

🔑 주요 기능

1. Functional Programming

람다 식과 메소드 참조 사용

컬렉션 작업 수행

2. Lazy Evaluation

필요할 때만 요소 평가

메모리 사용량 감소

성능 향상

3. Parallel Processing

병렬 처리 가능

멀티 코어 프로세서 활용

처리 속도 향상

4. Intermediate & Terminal Operations

중간 연산: 새 스트림 반환 (filter, map)

최종 연산: 최종 결과 생성

✅ Stream API 특징

1. 원본 데이터 변경 안 함

원본 데이터 조회만

별도 요소로 Stream 생성

정렬/필터링은 별도 Stream에서 처리

2. 일회용

한 번 사용하면 재사용 불가

다시 필요하면 재생성

3. 내부 반복

for/while 문법 숨김

간결한 코드 작성 가능

4. 지연 연산

filter-map 기반 API

성능 최적화

5. 병렬 처리 지원

parallelStream() 메소드

손쉬운 병렬 처리

📊 Stream API 3단계

1. 생성하기

배열, 컬렉션, 임의의 수, 파일 등에서 생성

2. 가공하기 (중간 연산)

원본 데이터를 원하는 형태로 처리

반환값이 Stream → 연속 연결 가능

3. 결과 만들기 (최종 연산)

요소 소모하며 연산 수행

한 번만 처리 가능

🔧 Stream 생성

1. 컬렉션

List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "c");
Stream<String> stream = list.stream();

Collection 인터페이스에 stream() 메소드 정의

2. 배열

String[] arr = {"a", "b", "c"};
Stream<String> stream = Arrays.stream(arr);

기본 타입: IntStream, LongStream, DoubleStream

3. 가변 매개변수

Stream<Double> stream = Stream.of(1.1, 2.2, 3.3);

4. 지정 범위 연속 정수

IntStream stream = IntStream.range(1, 5);      // 1,2,3,4
IntStream stream = IntStream.rangeClosed(1, 5); // 1,2,3,4,5

range(): 마지막 정수 미포함

rangeClosed(): 마지막 정수 포함

5. 난수

IntStream stream = new Random().ints(4);

매개변수 없으면 무한 스트림 → limit() 필요

6. 람다 표현식

IntStream stream = IntStream.iterate(2, n -> n + 2).limit(10);

iterate(), generate() 메소드

7. 파일

Stream<String> stream = Files.lines(Path path);

한 행을 요소로 하는 스트림

8. 빈 스트림

Stream<Object> stream = Stream.empty();

🔄 중간 연산

1. 필터링

filter(): 조건에 맞는 요소만

distinct(): 중복 제거 (equals() 사용)

2. 변환

map(): 함수 적용하여 변환

flatMap(): 각 배열 요소를 하나로 합침

3. 제한

limit(): 개수만큼만

skip(): 개수만큼 제외

4. 정렬

sorted(): 정렬 (기본 오름차순)

5. 연산 결과 확인

peek(): 요소 소모 없이 중간 결과 확인

🎯 최종 연산

1. 출력

forEach(): 각 요소 소모하여 동작 수행

2. 소모

reduce(): 요소들을 하나로 줄임

3. 검색

findFirst(): 첫 번째 요소

findAny(): 임의 요소 (병렬 스트림)

4. 검사

anyMatch(): 일부 요소가 조건 만족

allMatch(): 모든 요소가 조건 만족

noneMatch(): 모든 요소가 조건 불만족

5. 통계

count(): 총 개수

max(), min(): 최대/최소값

6. 연산

sum(), average(): 합계/평균 (기본 타입 스트림)

7. 수집

collect(): Collectors 객체로 수집

변환: toArray(), toList(), toSet(), toMap()

통계: counting(), maxBy(), minBy(), summingInt()

소모: reducing(), joining()

그룹화: groupingBy(), partitioningBy()

❓ 면접 질문 예시

Q1. Stream API란 무엇인가요?

답변: Stream API는 Java에서 객체 컬렉션을 처리하는 강력한 도구로 간결하고 읽기 쉬운 코드로 컬렉션 작업을 수행할 수 있습니다. 함수형 프로그래밍 방식을 사용하여 데이터를 필터링, 변환, 집계할 수 있으며, 병렬 처리가 가능하도록 설계되어 멀티 코어 프로세서를 활용할 수 있습니다.

Q2. Stream API의 특징은?

답변: Stream API는 원본 데이터를 변경하지 않고, 일회용이며, 내부 반복으로 작업을 처리합니다. filter-map 기반 API로 지연 연산을 통해 성능을 최적화하고, parallelStream() 메소드로 손쉬운 병렬 처리를 지원합니다.

Q3. 중간 연산과 최종 연산의 차이는?

답변: 중간 연산은 filter, map 등으로 새 스트림을 반환하여 연속으로 연결할 수 있습니다. 최종 연산은 forEach, collect 등으로 최종 결과를 생성하며, 지연되었던 모든 중간 연산이 최종 연산에서 수행되고 스트림은 더 이상 사용할 수 없습니다.

Q4. Stream을 어떻게 생성하나요?

답변: Stream은 컬렉션(stream()), 배열(Arrays.stream()), 가변 매개변수(Stream.of()), 범위(IntStream.range()), 난수(Random.ints()), 람다(iterate(), generate()), 파일(Files.lines()), 빈 스트림(Stream.empty()) 등 다양한 방법으로 생성할 수 있습니다.

Q5. parallelStream()은 무엇인가요?

답변: parallelStream()은 스트림을 병렬로 처리하는 메소드입니다. 멀티 코어 프로세서를 활용하여 처리 속도를 높일 수 있으며, 내부적으로 Fork/Join 프레임워크를 사용하여 작업을 분할하고 병합합니다.

📚 원본 참고 자료

출처: 2023-CS-Study