[Java] 스트림(Stream)에 대하여

스트림 (Stream) 

자바 스트림(Stream)은 Java 8에서 도입된 기능으로, 컬렉션이나 배열 등의 데이터를 함수형 방식으로 처리할 수 있게 해주는 핵심 기능이다. '데이터 소스'에서 추출된 요소들이 순차적으로 흐르는 파이프라인을 의미한다. 코드를 간결하고 가독성 있게 만들어주며 병렬 처리까지 쉽게 해준다. 

 

특징 

1) 데이터 소스 : 배열, 컬렉션 등에서 얻는다. 

2) 함수형 : 익명 함수 (람다)를 사용하여 코드를 간결하게 만든다. 

3) 비파괴적 : 원본 데이터를 변경하지 않는다. 

4) 단 한 번만 사용 : 스트림은 최종 연산 후 닫히며 재사용할 수 없다. 

 

왜 스트림을 사용하는가 ? 

• 전통적인 방식 : 외부 반복으로 개발자가 직접 인덱스를 관리하고 반복을 제어해야 한다. 
• 스트림 방식 : 내부 반복으로 데이터 처리에 대한 로직만 제공하면, 스트림이 알아서 반복을 처리하고 최적화한다. 

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스트림 파이프라인의 3단계 작동 원리 

스트림을 이용한 데이터 처리는 항상 생성 -> 중간 연산 -> 최종 연산의 3 단계를 거치는 파이프라인 구조를 가진다. 

 

1) 1단계 : 스트림 생성

데이터 소스를 스트림으로 만든다.

메서드	설명	예시
Collection.stream()	List, Set 등 컬렉션에서 스트림 생성	list.stream()
Arrays.stream()	배열에서 스트림 생성	Arrays.sream(arr)
Stream.of()	고정된 값(리터럴)들로 스트림 생성	Stream.of("A", "B", "C")
IntStream.range()	기본 타입 범위 스트림 생성	IntStream.range(1,10)

 

2) 2단계 : 중간 연산 

데이터를 필터링, 가공, 변형하는 단계이다. 중간 연산은 여러 개를 연결할 수 있으며, 연산 결과로 다시 스트림을 반환한다. 

메서드	역할	설명
filter(Predicate)	조건에 맞는 요소만 걸러냄	filter(n -> n > 10)
map(Function)	요소를 원하는 형태로 변환	map(s -> s.length())
sorted()	요소들을 정렬	sorted() 또는 sorted(Comparator)
distinct()	중복 요소 제거
limit(n)	앞에서부터 n개만 잘라냄

중간 연산은 실제 데이터를 처리하지 않는다. 최종 연산이 호출될 때까지 대기한다. 

 

3) 3단계 : 최종 연산 

구축된 파이프라인을 실행시키고, 결과를 반환하거나 스트림을 소비한다. 이 연산이 호출되는 순간에만 중간 연산들이 모두 실행된다.

메서드	역할	반환 타입
forEach(Consumer)	각 요소를 반복하여 작업 수행	void
collect(Collector)	스트림의 요소를 다시 컬렉션으로 모음	List, Set, Map 등
reduce()	모든 요소를 하나로 합쳐서 반환	Optional 또는 타입
count()	요소의 개수 반환	long
anyMatch()	조건에 맞는 요소가 하나라도 있는지 확인	boolean

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예시 

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.stream.Collectors;

class Employee {
    private String name;
    private int salary;
    private String department;

    public Employee(String name, int salary, String department) {
        this.name = name;
        this.salary = salary;
        this.department = department;
    }

    // Getter 메서드
    public String getName() { return name; }
    public int getSalary() { return salary; }
    public String getDepartment() { return department; }

    @Override
    public String toString() {
        return "Employee{" + "name='" + name + '\'' + ", salary=" + salary + ", dept='" + department + '\'' + '}';
    }
}

public class StreamUsageExample {

    public static void main(String[] args) {
        // 데이터 소스 생성
        List<Employee> allEmployees = Arrays.asList(
            new Employee("김철수", 6000, "개발부"),
            new Employee("이영희", 4500, "영업부"),
            new Employee("박민수", 7500, "개발부"),
            new Employee("최지영", 4000, "마케팅부"),
            new Employee("김하나", 5500, "영업부")
        );

        // 1. 필터링 (filtering)
        // 급여가 5000만 원 이상인 직원만 추출
        List<Employee> highPaidList = allEmployees.stream()
            .filter(emp -> emp.getSalary() >= 5000)
            .collect(Collectors.toList());
        
        System.out.println("고액 연봉자: " + highPaidList);
        // 결과: [Employee{name='김철수', salary=6000, ...}, Employee{name='박민수', salary=7500, ...}, Employee{name='김하나', salary=5500, ...}]


        // 2. 데이터 가공 및 변환 
        // 직원 목록에서 이름만 추출
        List<String> names = allEmployees.stream()
            .map(Employee::getName) // Employee -> String 변환
            .collect(Collectors.toList());
        
        System.out.println("직원 이름 목록: " + names);
        // 결과: [김철수, 이영희, 박민수, 최지영, 김하나]

	
    	// 3. 데이터 집계 
        // 영업부 직원들의 급여 총합 계산
        long salesTotalSalary = allEmployees.stream()
            .filter(emp -> "영업부".equals(emp.getDepartment())) // 1. 영업부 필터링
            .mapToLong(Employee::getSalary) // 2. 급여를 long 스트림으로 변환
            .sum(); // 3. 최종 연산: 합계
            
        System.out.println("영업부 급여 총합: " + salesTotalSalary + "만 원");
        // 결과: 4500 + 5500 = 10000만 원


		// 4. 조건 검사 
        // '마케팅부'에 속한 직원이 한 명이라도 있는지 확인
        boolean isMarketingPresent = allEmployees.stream()
            .anyMatch(emp -> "마케팅부".equals(emp.getDepartment())); 
            
        System.out.println("마케팅부 존재 여부: " + isMarketingPresent);
        // 결과: true (찾는 즉시 스트림 종료)


		// 5. 데이터 그룹화 
        // 부서별로 직원 목록을 그룹화
        Map<String, List<Employee>> employeesByDept = allEmployees.stream()
            .collect(Collectors.groupingBy(Employee::getDepartment));
            
        System.out.println("부서별 그룹: " + employeesByDept);
        // 결과: {개발부=[김철수, 박민수], 영업부=[이영희, 김하나], 마케팅부=[최지영]}
    }
}