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자바의 컬렉션과 스트림 모두 연속된 요소 형식의 값을 저장하는 자료구조의 인터페이스를 제공한다.
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여기서 연속된이라는 표현은 순서와 상관없이 아무 값에나 접근하는 것이 아닌, 순차적으로 값에 접근한다는 것을 의미한다.
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이제 컬렉션과 스트림의 차이를 알아보자.
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시각적인 차이
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DVD에 어떤 영화가 저장되어 있다고 할때, DVD에 전체 자료구조가 저장되어 있으므로 DVD도 컬렉션이다.
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이번에는 DVD가 아니라 인터넷 스트리밍으로 같은 비디오를 시청한다고 하자. 여기서 스트리밍, 즉 스트림이 등장했다.
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스트리밍으로 재생할 때는 몇 프레임을 미리 내려받는다. 그러면 스트림의 다른 대부분의 값을 처리하지 않은 상태에서 내려받은 프레임부터 재생할 수 있다.
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데이터를 언제 계산하느냐가 컬렉션과 스트림의 가장 큰 차이다.
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컬렉션은 현재 자료구조가 포함하는 모든 값을 메모리에 저장하는 자료구조다. 즉 컬렉션의 모든 요소는 컬렉션에 추가하기 전에 계산되어야 한다.
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스트림은 이론적으로 요청할 때만 요소를 계산하는 고정된 자료구조다. 이러한 스트림의 특성은 프로그래밍에 큰 도움을 준다.
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여기서 사용자가 요청하는 값만 스트림에서 추출한다는 것이 핵심이다. 물론 사용자 입장에서는 이런 변화는 알 수 없다.
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결과적으로 스트림은 생산자와 소비자 관계를 형성하는데 스트림은 게으르게 만들어지는 컬렉션과 같다.
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즉, 사용자(소비자)가 데이터를 요청할 때만 값을 계산한다.
⇒ 경영학에서는 이를 요청 중심 제조라고 부른다. 주문이 들어오면 제품을 생산한다.
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반면 컬렉션은 적극적으로 생성된다.
⇒ 경영학에서는 이를 생산자 중심이라고 부른다. 주문이 들어오든 말든 일단 만들어놓고 판다.
1. 딱 한 번만 탐색할 수 있다.
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반복자와 마찬가지로 스트림도 한 번만 탐색할 수 있다. 즉 탐색된 스트림의 요소는 소비되어진다.
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한 번 탐색한 요소를 다시 탐색하려면 초기 데이터 소스에서 새로운 스트림을 다시 만들어야 한다.
⇒ 만일 데이터 소스가 I/O 채널이라면 소스를 반복 사용할 수 없으므로 새로운 스트림을 만들 수 없다.
List<String> title = Arrays.asList("Java8", "In", "Action");
Stream<String> s = title.stream();
s.forEach(System.out::println)); // title의 각 단어를 출력
s.forEach(System.out::println)); // java.lang.illegalStateException: 스트림이 이미 소비되었거나 닫힘
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스트림은 단 한 번만 소비할 수 있다는 점을 명심하자.
2. 외부 반복과 내부 반복
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컬렉션과 스트림의 또 다른 차이점은 데이터 반복 처리 방법이다.
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컬렉션 인터페이스를 사용하려면 사용자가 직접 요소를 반복시켜야 한다.
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이를 외부 반복이라고 한다. 반면 스트림 라이브러리는 내부 반복을 사용한다. 함수에 어떤 작업을 수행할지만 지정하면 모든 것이 알아서 처리된다.
List<String> names = new ArrayList<>();
for(Dish dish: menu) { // 메뉴 리스트를 명시적으로 순차 반복한다.
name.add(dish.getName()); // 이름을 추출해서 리스트에 추가한다.
}
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for-each 구문은 반복자를 사용하는 불편함을 어느정도 해소해준다. for-each를 이용하면 Iterator 객체를 이용하는 것보다 더 쉽게 컬렉션을 반복시킬 수 있다.
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다음은 위 for-each문의 내부 구현이다.
List<String> names = new ArrayList<>();
Iterator<String> iterator = menu.iterator();
while(iterator.hasNext()) {
Dish dish = iterator.next();
name.add(dish.getName());
}
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다음은 스트림의 내부 반복을 사용한 방법이다.
List<String> names = menu.stream()
.map(Dish::getName)
.collect(toList());
Java
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내부 반복은 외부 반복과 어떤 점이 다르며 어떤 이득을 줄까?
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내부 반복을 사용하면 작업을 투명하게 병렬적으로 처리하거나 최적화된 다양한 순서로 처리가 가능하다.
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외부 반복에서는 병렬성을 스스로 관리해야 한다.
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외부 반복을 사용하면 How 중심의 코드를 짜게 되지만, 내부 반복을 이용하면 What 중심의 코드를 짤 수 있다.
⇒ 더 직관적이며 병렬성을 쉽게 사용할 수 있게 제공해준다.
