[아이템 46] 스트림에서는 부작용 없는 함수를 사용하라

스트림의 패러다임

스트림이 제공하는 표현력, 속도, 병렬성을 얻으려면 API는 말할 것도 없고 해당 패러다임까지 함께 받아들여야 합니다.

• 스트림 패러다임의 핵심은 계산을 일련의 변환으로 재구성하는 것
• 각 변환의 단계는 오직 이전 단계의 결과만이 결과에 영향을 주는 순수한 함수여야 함
  • 즉, 다른 가변 상태를 참조하지 않으면서 함수 스스로도 다른 상태를 변경하면 안 됨

 

1. 스트림 패러다임을 이해하지 못한 채 사용한 예

 

 

위 코드는 텍스트 파일에서 단어별 수를 세어 빈도표로 만드는 일을 수행하지만 문제가 있는 코드입니다.

• 스트림 코드를 가장한 반복적 코드
• 위 스트림 파이프라인은 forEach 종단 연산에서 sideEffect map의 상태를 변경 
  • forEach를 사용하는 것은 스트림을 사용하는 것이 아닌 단순 반복문 사용에 불과
  • 스트림 API의 이점을 살리지 못하여 같은 기능의 반복적 코드보다 간결하지 못해 가독성이 저하되고 유지보수에도 좋지 않음

 

1.1 forEach문을 권장하지 않는 이유

 

자바의 스트림에서 forEach문을 권장하지 않는 이유는 다음과 같습니다.

• 병렬 처리에 적합하지 않음
• side effect 발생 가능
• 종료 연산으로 인한 성능 손실

 

1.1.1 병렬 처리에 적합하지 않음

• forEach는 순차적으로 요소를 처리하기 때문에 병렬 처리에 적합하지 않음
• 대신 parallelStream() 메서드를 사용해 병렬 스트림을 생성하고 forEachOrdered()를 사용하여 안전하게 순서를 보장하는 것을 권장

 

 

 

1.1.2 side effect 발생 가능

• forEach를 사용할 때 부작용 문제가 발생할 수 있는데, 이는 주로 외부 객체나 상태를 수정하는 동작에 해당
• 함수형 프로그래밍에서는 부작용을 최소화하고 불변성을 유지하는 것이 중요하며, forEach를 사용할 때는 이를 고려해야 함

 

1.1.3 종료 연산으로 인한 성능 손실

• forEach는 스트림의 종료 연산 중 하나
• 이에 따라 스트림 파이프라인의 중간 연산에서 forEach를 사용하면 성능 손실 발생
• 따라서 최종적인 종료 연산에서만 forEach를 사용하는 것을 권장

 

1.2 forEach문을 권장하는 케이스

 

앞서 설명했다시피 forEach문을 대부분의 케이스에서 권장하지 않지만 간단한 작업을 수행하는 경우에는 forEach 코드가 반복문 코드보다 간결해집니다.

 

 

책에서는 forEach 연산은 스트림 계산 결과를 보고할 때만 사용하고 계산하는 데는 쓰지 말라고 권장합니다.

 

 

2. 스트림 패러다임을 제대로 적용한 예

 

 

주어진 코드는 스트림 API를 적절히 활용하여 코드를 간결하고 명확하게 변경한 예시입니다.

 

해당 코드는 collector를 사용하는데, 스트림을 사용하려면 꼭 배워야 하는 개념입니다.

• java.util.stream.Collectors 클래스는 메서드를 39개 가지고 있지만 복잡한 세부 내용을 잘 모르더라도 API의 장점을 대부분 활용 가능
• collector가 생성하는 객체는 일반적으로 Collection
• 간단히 요약하자면 Collector 인터페이스는 축소 전략을 캡슐화한 블랙박스 객체
  • 여기서 축소는 스트림의 원소들을 객체 하나에 취합한다는 뜻

 

 

3. Collectors 메서드

책에서 소개하는 Collectors 메서드들 중 핵심적인 메서드는 다음과 같습니다.

• toList()
• toSet()
• toMap()
• joining()
• groupingBy()

 

3.1 toList()

 

• 스트림의 요소를 List에 수집

 

3.2 toSet()

 

• 스트림의 요소를 Set에 수집

 

3.3 toMap()

 

• 스트림의 요소를 key-value 쌍으로 매핑하여 Map에 수집

 

3.4 joining()

 

• 스트림의 요소를 하나의 문자열로 결합

 

3.5 groupingBy

 

• 스트림의 요소를 지정된 기준으로 그룹화

 

 

정리

스트림 파이프라인 프로그래밍의 핵심은 부작용 없는 함수 객체에 있습니다.

종단 연산 중 forEach는 print와 같이 스트림이 수행한 계산 결과를 보고할 때만 사용하는 것을 권장합니다.

마지막으로 스트림을 올바로 사용하려면 Collectors를 잘 알아둬야 하며 핵심 메서드인 toList, toSet, toMap, groupingBy, joining은 반드시 숙지해야 합니다.

 

참고

이펙티브 자바