Java 무한 스트림

1. Intermediate 및 Terminal Operations

모든 스트림 작업은 중간 작업과 터미널 작업으로 구분되며 결합되어 스트림 파이프라인을 형성한다.

스트림 파이프라인은 소스(예: Collection, array, generator function, I/O 채널 또는 무한 시퀀스 생성기)로 구성된다. 0개 이상의 중간 작업과 터미널 작업이 이어진다.

1) Intermediate Operations

일부 터미널 작업이 호출될 때까지 중간 작업은 실행되지 않는다.

이들은 스트림 실행의 파이프라인을 형성하도록 구성된다. 중간 작업은 다음 방법으로 스트림 파이프라인에 추가될 수 있다.

• filter()

• map()

• flatMap()

• distinct()

• sorted()

• peek()

• limit()

• skip()

모든 중간 작업은 게으른 작업이므로 처리 결과가 실제로 필요할 때까지 실행되지 않는다.

기본적으로 중간 작업은 새 스트림을 반환한다. 중간 작업을 실행하면 실제로 어떤 작업도 수행되지 않지만 대신 탐색할 때 주어진 조건과 일치하는 초기 스트림의 요소를 포함하는 새 스트림이 생성된다.

따라서 스트림 순회는 파이프라인의 터미널 작업이 실행될 때까지 시작되지 않는다.

이는 매우 중요한 속성이며 특히 무한 스트림에 중요하다. 이를 통해 터미널 작업이 호출될 때만 실제로 호출되는 스트림을 생성할 수 있기 때문이다.

2) Terminal Operations

터미널 작업은 스트림을 통과하여 결과나 부작용을 생성할 수 있다.

터미널 작업이 수행된 후에는 스트림 파이프라인이 소비된 것으로 간주되어 더 이상 사용할 수 없다. 거의 모든 경우에 터미널 작업은 반환되기 전에 데이터 소스 탐색과 파이프라인 처리를 완료하여 열심히 작업한다.

무한 스트림과 관련하여 터미널 작업의 열의는 중요하다. 처리하는 순간 스트림이 예를 들어 Limit() 변환으로 적절하게 제한되어 있는지 신중하게 생각해야 하기 때문이다. 터미널 작업은 다음과 같다.

• forEach()

• forEachOrdered()

• toArray()

• reduce()

• collect()

• min()

• max()

• count()

• anyMatch()

• allMatch()

• noneMatch()

• findFirst()

• findAny()

이러한 각 작업은 모든 중간 작업의 실행을 트리거한다.

2. 무한 스트림

스트림의 게으름을 활용하는 무한 스트림을 작성할 수 있다.

0부터 2만큼 증가하는 요소의 무한 스트림을 생성한다고 가정해 본다. 그런 다음 터미널 작업을 호출하기 전에 해당 시퀀스를 제한해야 한다.

터미널 작업인 Collect() 메서드를 실행하기 전에 Limit() 메서드를 사용하는 것이 중요하다. 그렇지 않으면 프로그램이 무기한 실행된다.

// given
Stream<Integer> infiniteStream = Stream.iterate(0, i -> i + 2);

// when
List<Integer> collect = infiniteStream
  .limit(10)
  .collect(Collectors.toList());

// then
assertEquals(collect, Arrays.asList(0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18));

iterate() 메소드를 사용하여 무한 스트림을 생성했다. 그런 다음 Limit() 변환과 Collect() 터미널 작업을 호출했다. 그런 다음 결과 목록에는 스트림의 게으름으로 인해 무한 시퀀스의 처음 10개 요소가 포함된다.

3. 맞춤형 요소 유형의 무한 스트림

무작위 UUID 의 무한 스트림을 생성한다고 가정해 본다.

Stream API를 사용하여 이를 달성하는 첫 번째 단계는 다음과 같은 임의 값의 공급자를 만드는 것이다.

Supplier<UUID> randomUUIDSupplier = UUID::randomUUID;

공급자를 정의할 때 generate() 메서드를 사용하여 무한 스트림을 생성할 수 있다.

Stream<UUID> infiniteStreamOfRandomUUID = Stream.generate(randomUUIDSupplier);

그런 다음 해당 스트림에서 몇 가지 요소를 가져올 수 있다. 프로그램을 유한한 시간 내에 끝내려면 Limit() 메서드를 사용해야 한다.

List<UUID> randomInts = infiniteStreamOfRandomUUID
  .skip(10)
  .limit(10)
  .collect(Collectors.toList());

Skip() 변환을 사용하여 처음 10개의 결과를 버리고 다음 10개의 요소를 가져온다. Stream의 generate() 메소드에 공급자 인터페이스의 함수를 전달하여 사용자 정의 유형 요소의 무한 스트림을 생성할 수 있다.

4. Do-While 스트림 방식

코드에 간단한 do..while 루프가 있다고 가정해 본다.

int i = 0;
while (i < 10) {
    System.out.println(i);
    i++;
}

i counter를 10번 인쇄하고 있다. 이러한 구성은 Stream API를 사용하여 쉽게 작성할 수 있으며 이상적으로는 스트림에 doWhile() 메서드를 사용하는 것이 좋다.

불행하게도 스트림에는 그러한 메서드가 없으며 표준 do-while 루프와 유사한 기능을 달성하려면 Limit() 메서드를 사용해야 한다.

Stream<Integer> integers = Stream
  .iterate(0, i -> i + 1);
integers
  .limit(10)
  .forEach(System.out::println);

더 적은 코드로 명령형 while 루프와 같은 기능을 달성했지만, stream 객체에 doWhile() 메서드가 있는 경우처럼 Limit() 함수 호출이 설명적이지 않다.

[출처 및 참고]

• https://www.baeldung.com/java-inifinite-streams