[Java] 스트림(Stream)이란? 개념과 주요 메서드, 직렬/병렬 스트림

[ 스트림 Stream ]

1. 스트림 Stream 이란?

• 스트림(Stream)은 요소들의 연속적인 집합을 나타냄.
• 자바의 스트림(Stream) API는 컬렉션과 배열과 같은 데이터를 처리하는 데 사용
• 주로 데이터 변환, 필터링, 정렬, 수집(가공한 데이터), 통계 등에 사용
• Java 8 부터 적용
• 성능이 좋기 때문에 반복문보다는 stream 사용 권장

 

2. 스트림 Stream 의 특징

• 선언적 프로그래밍
• 지연 평가(Lazy Evaluation) : 필요할 때만 연산 수행. 즉, 최종연산이 호출될 때까지 중간연산 수행하지 않아 불필요한 계산 줄이고 성능 향상
• 함수형 스타일 : 함수형 인터페이스 사용해 람다 표현식과 메서드 참조를 통해 가독성 향상
• 재사용 안됨 : 다시 사용하려면 새로운 스트림 생성 해야함.

Stream<String>	stream	=	list.stream();
stream.forEach(System.out::println);
//	stream.forEach(System.out::println);	//	Error

 

3. 스트림 Stream 연산

1) 스트림 생성

생성 방법	코드 예시	설명
컬렉션 기반	list.stream()	List, Set 등 컬렉션에서 스트림 생성
배열 기반	Arrays.stream(arr)	배열을 스트림으로 변환 (int[], String[] 등)
Builder 사용	Stream<String>builder() .add("a") .add("b") .build()	점진적으로 값 추가 후 스트림 생성
Stream.of()	Stream.of(1, 2, 3)	직접 요소를 지정하여 생성
병렬 스트림	list.parallelStream()	병렬 처리용 스트림 생성
무한 스트림 (iterate)	Stream.iterate(0, n -> n + 1)	초기값과 람다식을 이용해 연속된 값 생성
무한 스트림 (generate)	Stream.generate(Math::random)	공급자 함수로 계속 값을 생성
파일 기반	Files.lines(Path)	텍스트 파일의 각 줄을 스트림으로 읽기 (IOException 처리 필요)

 

2) 중간 연산

• 자주 사용되는 중간연산 메서드

메서드	설명	예시
filter(Predicate)	조건에 맞는 요소만 포함하는 스트림 반환	.filter(s -> s.startsWith("A"))
map(Function)	각 요소에 특정 함수를 적용해 변형한 스트림 반환	.map(s -> s.toUpperCase())
sorted()	정렬	.sorted() 또는 .sorted(Comparator.reverseOrder())
distinct()	중복 제거(hascode와 equals로 비교)	.distinct()
limit(n)	앞에서 n개만 가져옴	.limit(3)
skip(n)	앞에서 n개 건너뜀	.skip(2)
flatMap(Function)	각 요소를 스트림으로 펼친 뒤 하나로 합침(중첩 제거)	.flatMap(    s -> Arrays.stream(s.split(" ")))
peek(Consumer)	스트림의 각 요소를 소비하면서 원본 스트림을 반환 (중간 결과값 찍어볼려고 디버깅용으로만 거의 씀.)	.peek(x -> System.out.println(x))

 

3) 최종 연산

• 자주사용되는 최종연산 메서드

메서드	설명	예시
forEachOrdered(Consumer)	각 요소에 대해 순서대로 동작 수행(순서 보장)	.forEachOrdered(System.out::println)
collect(Collector)	스트림 요소를 컬렉션/문자열 등으로 수집	.collect(Collectors.toList())
toArray()	요소를 Object[]로 반환	.toArray()
toArray(IntFunction<A[]>)	원하는 타입 배열로 반환	.toArray(String[]::new)
reduce(BinaryOperator)	요소를 하나로 결합(집계)하여 반환	.reduce(Integer::sum)
reduce(identity, BinaryOperator)	초기값 포함해 집계	.reduce(0, Integer::sum)
anyMatch(Predicate)	하나라도 조건 만족하면 true	.anyMatch(n -> n > 5)
allMatch(Predicate)	모두 조건 만족하면 true	.allMatch(n -> n > 5)
noneMatch(Predicate)	모두 조건 불만족이면 true	.noneMatch(n -> n < 0)
findFirst()	첫 번째 요소 반환	.findFirst().orElse("없음")
findAny()	임의의 요소 하나 반환	.findAny().orElse("없음")
count()	요소 개수 반환	.count()
max(Comparator)	최대 요소 반환	.max(Integer::compareTo)
min(Comparator)	최소 요소 반환	.min(Integer::compareTo)
forEach(Consumer)	각 요소에 대해 주어진 동작 수행	.forEach(System.out::println)

 

4. 스트림에서 Collectors 클래스

메서드	설명	예시
toList()	스트림 요소를 List로 수집	stream.collect(Collectors.toList())
toSet()	스트림 요소를 Set으로 수집	stream.collect(Collectors.toSet())
toMap(keyMapper, valueMapper)	키/값 매핑하여 Map 생성	stream.collect(Collectors.toMap(String::length, s -> s))
joining()	문자열 연결	stream.collect(Collectors.joining())
joining(delimiter)	구분자 포함 문자열 연결	Collectors.joining(",")
joining(delimiter, prefix, suffix)	접두사/접미사 포함 연결	Collectors.joining(",", "[", "]")
counting()	요소 개수 반환	stream.collect(Collectors.counting())
summarizingInt(mapper)	Int 통계 정보 반환	Collectors.summarizingInt(String::length)
summarizingLong(mapper)	Long 통계 정보 반환	Collectors.summarizingLong(User::getId)
summarizingDouble(mapper)	Double 통계 정보 반환	Collectors.summarizingDouble(Product::getPrice)
averagingInt(mapper)	평균(double) 반환	Collectors.averagingInt(String::length)
averagingLong(mapper)	평균(double) 반환	Collectors.averagingLong(User::getId)
averagingDouble(mapper)	평균(double) 반환	Collectors.averagingDouble(Product::getPrice)
groupingBy(classifier)	기준값으로 그룹화(Map<K, List>)	Collectors.groupingBy(String::length)
groupingBy(classifier, downstream)	그룹화 후 추가 집계	Collectors.groupingBy(String::length, Collectors.counting())
partitioningBy(predicate)	true/false 기준 분할	Collectors.partitioningBy(s -> s.length() > 3)
partitioningBy(predicate, downstream)	분할 후 추가 집계	Collectors.partitioningBy(s -> s.length()>3, Collectors.counting())
reducing(BinaryOperator)	요소를 하나로 결합(Optional 반환)	Collectors.reducing((a,b) -> a+b)
reducing(identity, BinaryOperator)	초기값 포함 결합	Collectors.reducing(0, Integer::sum)
reducing(identity, mapper, op)	매핑 후 결합	Collectors.reducing(0, String::length, Integer::sum)

 

5. 직렬 스트림과 병렬 스트림

1) 직렬 스트림(Sequential Stream)

• 기본적으로 스트림은 직렬로 처리.
• 스트림의 각 요소가 순서대로 처리.

 List<String>	list	=	Arrays.asList("a",	"b",	"c");
list.stream().forEach(System.out::println);

 

2) 병렬 스트림(Parallel Stream)

• 병렬 스트림은 여러 스레드에서 스트림의 요소를 동시에 처리.
• 병렬 스트림은 큰 데이터셋을 처리할 때 유용하지만, 스레드간의 동기화 문제 발생 가능

 List<String>	list	=	Arrays.asList("a",	"b",	"c");
list.parallelStream().forEach(System.out::println);

 

구분	일반 스트림 (stream())	병렬 스트림 (parallelStream())
실행 방식	단일 쓰레드	멀티 쓰레드 (Fork/Join Pool)
처리 순서	유지됨	보장되지 않음 (순서가 중요하면 위험)
속도	느릴 수 있음	빠를 수 있음 (CPU 코어 많을수록)
병렬 처리	❌ 안됨	✅ 자동 병렬 처리
사용 예	간단한 순차 처리	CPU 코어 활용이 중요한 작업, 대용량 처리