[Effective Java] 아이템46 스트림에서는 부작용 없는 함수를 사용하라

■ 스트림에서는 부작용 없는 함수를 사용하라

스트림은 함수형 프로그래밍에 기초한 패러다임이다. 스트림 패러다임의 핵심은 계산을 일련의 변환으로 재구성하는 부분이다. 이때 각 단계는 가능한 한 이전 단계의 결과를 받아 처리 하는 순수 함수여야 한다. 순수 함수란 입력만이 결과에 영향을 주는 함수이다. 

 

다른 가변 상태를 참조하지도 않고, 함수 스스로도 다른 상태를 변경하지 않는다. 이렇게 하려면 스트림 연산에 건네는 함수 객체는 모두 부작용이 없어야한다.

 

아래 코드는 텍스트 파일에서 단어별 수를 세어 map에 저장하고 있는 코드이다. 메서드 참조도 사용했고, 결과도 올바르지만 이는 스트림 코드라 할 수 없다. 스트림 API의 이점을 살리지 못하여 같은 기능의 반복 코드 보다 길고, 읽기 어렵고 유지보수 에도 좋지 않다. 모든 연산이 종단 연산인 forEach에서 일어나는데 이때 외부 상태(freq map)를 수정하는 람다를 실행하면서 문제가 생긴다.

import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Scanner;
import java.util.stream.Stream;

public class Freq {

    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        File file = new File("./words.txt");
        // 코드 46-1 스트림 패러다임을 이해하지 못한 채 API만 사용했다 - 따라 하지 말 것! (277쪽)
        Map<String, Long> freq = new HashMap<>();
        try (Stream<String> words = new Scanner(file).tokens()) {
            words.forEach(word -> {
                freq.merge(word.toLowerCase(), 1L, Long::sum);
            });
        }
        System.out.println(freq);
    }

}

 

forEach 연산은 스트림 결과를 보여주는일 일 이상을하면 안된다. forEach에서 계산하는건 스트림 스럽지 않다. 아래 코드가 올바르게 작성한 모습이다.

package ch7.hoon.item46;

import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Scanner;
import java.util.stream.Stream;

import static java.util.stream.Collectors.counting;
import static java.util.stream.Collectors.groupingBy;

public class Freq {

    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        /* 스트림을 제대로 사용하고있는 코드 */
        Map<String, Long> freq2 = new HashMap<>();
        try (Stream<String> words = new Scanner(file).tokens()) {
            freq2 = words.collect(groupingBy(String::toLowerCase, counting()));
        }
    }

}

 

■ 다양한 스트림 연산

1. Collector 

collector는 스트림을 사용하려면 꼭 배워야하는 개념이다. java.util.stream.Collectors 클래스는 메서드를 39개나 가지고 있다. 축소 전략을 캡슐화한 블랙박스 객체라고 생각해라. 여기서 축소는 스트림의 원소들을 객체 하나에 취합한다는 뜻이다. 수집기가 생성하는 객체는 일반적으로 컬렉션이며, 그래서 "collector"라는 이름을 쓴다.

 

1.1 toList 메서드

빈도표에서 가장 흔한 단어 10개를 뽑아내는 예제 코드이다. 마지막 toList는 static import를 하여 가독성을 좋게하였다.

List<String> topTen = freq.keySet().stream()
    .sorted(comparing(freq::get).reversed())
    .limit(10)
    .collect(toList());

 

1.2 toMap 메서드

가장 간단한 맵 수집기는 toMap(keyMapper, valueMapper)로 스트림 원소를 키에 매핑하는 함수와 값에 매핑하는 함수를 인수로 받는다.

Map<String, Operation> collect = Stream.of(Operation.values())
        .collect( toMap(Object::toString, e -> e));

 

■ 핵심

스트림을 올바르게 사용하기 위해서는 수집기를 잘 알아야하고, 가장 중요한 수집기 팩터리는 toList, toSet, toMap, groupingBy, joining 이다.