[Java] 스트림

스트림(stream)이란 ?

스트림이란 이름에서도 알 수 있듯, 데이터를 효율적으로 처리할 수 있는 흐름을 말한다.

스트림은 선언형 스타일로 가독성이 굉장히 뛰어나며 데이터 준비 → 중간 연산 → 최종 연산 순으로 처리된다. 스트림은 컬렉션(List, Set 등) 과 함께 자주 이용되기도 한다.

스트림의 특징

• 데이터 흐름(데이터 스트림)
  • 스트림은 데이터를 한 방향으로 전달하며, 여러 연산을 적용할 수 있음.
• 컬렉션과 다르게 데이터를 직접 저장하지 않음
  • 리스트(List), 셋(Set), 맵(Map)과 달리 데이터를 저장하는 구조가 아님.
  • 즉, 스트림은 데이터를 "흐르게" 하면서 변형하는 도구.
• 한 번 사용하면 다시 사용할 수 없음
  • 스트림은 한 번 실행되면 재사용할 수 없음.
• 중간 연산(Intermediate Operations)과 최종 연산(Terminal Operations)
  • 중간 연산: 데이터를 변환 (filter, map, sorted 등)
  • 최종 연산: 결과를 반환 (collect, forEach, count 등)
  • 중간 연산만 사용하면 아무 동작도 수행하지 않음 → 최종 연산을 호출해야 실행됨.

스트림의 주요 연산

스트림은 데이터를 처리하기 위해 여러 API를 제공한다. 관련 내용을 더 자세히 알고 싶으면 https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/stream/Stream.html

다음 공식문서를 참고하면 된다.

단계	설명	주요 API
1. 데이터 준비	컬렉션을 스트림으로 변환	stream(), parallelStream()
2. 중간 연산 등록 (즉시 실행되지 않음)	데이터 변환 및 필터링	map(), filter(), sorted()
3. 최종 연산	최종 처리 및 데이터 변환	collect(), forEach(), count()

1. 스트림 생성

리스트나 셋 등의 컬렉션에 stream() 메서드를 호출해 생성합니다

// 컬렉션으로부터 생성하기
List<String> names = Arrays.asList("민수", "영희", "철수");
Stream<String> stream = names.stream();

// 배열로부터 생성하기
int[] numbers = {1, 2, 3};
IntStream stream = Arrays.stream(numbers);

2. 중간 연산

중간 연산은 데이터를 중간에 가공하거나 필터링하는 역할을 한다. 또한 중간 연산은 여러 번 이어 붙여 사용할 수 있으며, 메서드 체이닝을 통해 처리할 수 있다.

즉시 실행되지 않고 최종 연산이 실행될 때 한 번에 처리된다. (지연 평가).

중간 연산	역할	예시
map()	데이터를 다른 형태로 변환	.map(x -> x * x)
filter()	조건에 맞는 데이터만 추출	.filter(n -> n > 5)
distinct()	중복 데이터 제거	.distinct()
sorted()	정렬	.sorted() 또는 .sorted(Comparator)

중간 연산 사용 예시

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);

numbers.stream()
       .filter(n -> n % 2 == 1)      // 홀수만 필터링 (중간 연산)
       .map(n -> n * n)             // 제곱으로 변환
       .sorted()                    // 정렬
       .forEach(System.out::println); // 최종 연산으로 출력

3. 최종 연산

스트림의 최종 연산은 결과를 도출해내는 것이고, 최종 연산은 Stream의 처리가 끝난 후에만 수행된다. 최종 연산 후에는 스트림이 닫히게 되고 더 이상 사용할 수 없다.

최종 연산	역할	예시
forEach()	각 데이터를 출력하거나 특정 작업 수행	.forEach(System.out::println)
collect()	스트림을 다시 컬렉션으로 반환	.collect(Collectors.toList())
reduce()	스트림의 요소를 하나의 값으로 축소	.reduce(0, Integer::sum)
count()	스트림의 요소 수를 반환	.count()
anyMatch(), allMatch(), noneMatch()	조건 매칭 여부 판단	.anyMatch(n -> n > 10)

최종 연산 사용 예시

// reduce 사용 예시
int sum = numbers.stream()
                 .reduce(0, Integer::sum);

// collect 사용 예시  
List<Integer> evenNumbers = numbers.stream()
                                   .filter(n -> n % 2 == 0)
                                   .collect(Collectors.toList());

// forEach 사용 예시
list.forEach(요소 -> 실행할 코드);

list.forEach(list -> System.out.println(list))
.forEach(System.out::println); // 메서드 참조도 가능함.               

스트림과 함께 쓰이는 알아두면 좋은 문법 !

:: (더블 콜론 연산자) - 메서드 참조(Method Reference)

:: (더블 콜론 연산자)는 메서드 참조(Method Reference) 를 나타내며, 람다 표현식을 더 간결하게 작성할 수 있도록 도와주는 기능이다.

(x, y) -> Math.max(x, y)

이 자체도 매우 간략해 보이지만, (x, y) 부분이 중복된다. 또한 -> 를 통해 또 다른 메서드를 호출한다. 따라서 이를 더 간략하게 만드는 것이다.

 

간략하게 줄인 것은 다음과 같다.

Math::max; // (x, y) -> Math.max(x, y)

 

:: 연산자의 종류는 다음과 같다.

종류	설명	예시	람다 표현식
1. 정적 메서드 참조	클래스::정적메서드	Math::abs	x -> Math.abs(x)
2. 특정 객체의 인스턴스 메서드 참조	객체::인스턴스메서드	myObject::method	x -> myObject.method(x)
3. 특정 타입의 인스턴스 메서드 참조	클래스::인스턴스메서드	String::toUpperCase	s -> s.toUpperCase()
4. 생성자 참조	클래스::new	ArrayList::new	() -> new ArrayList<>()

🔍 스트림 사용의 장점 (왜 스트림을 사용할까?)

• 간결성
• 기존 반복문 및 조건문으로 작성할 때보다 간결하고 직관적인 코드로 유지할 수 있다. 컬렉션 및 데이터를 좀 더 선언적으로 다룰 수 있으며, 성능 최적화 측면에서도 이점이 있다.
• 지연 평가(Lazy evaluation)
• 최종 연산이 호출되기 전까지 중간 연산이 실행되지 않아, 불필요한 연산을 줄일 수 있다.
• 병렬 처리 지원
• 스트림은 병렬 스트림(parallelStream())을 제공하여 멀티코어 환경에서 성능을 향상시킬 수 있다.
• 가독성 향상
• 메서드 체이닝과 람다 표현식을 통해 깔끔하고 가독성이 뛰어난 코드 작성이 가능하다. 특히 컬렉션의 데이터를 필터링하거나, 변형하거나, 최종적으로 데이터를 집계할 때 유용하게 사용할 수 있다.