이펙티브 자바 Chapter7. 람다와 스트림

이펙티브 자바 7장에서는 함수 객체를 쉽게 다루기 위한
함수형 인터페이스, 람다, 메서드 참조 기능을 효과적으로 다루는 방법에 대해 소개한다.

아이템 42. 익명 클래스보다는 람다를 사용하라

익명클래스 방식은 코드가 너무 길기 때문에 함수형 프로그래밍에 적합하지 않다.
익명 클래스는 함수형 인터페이스가 아닌 타입의 인스턴스 만들때만 사용

람다는 익명 클래스와 개념은 비슷하지만 코드는 간결
타입을 명시해야 코드가 명확할 때 제외하고 람다의 모든 매개변수 타입은 생략
람다 자리에 비교자 생성 메서드를 사용하면 더 간결 (ex. String::lenght)
람다는 이름이 없고 문서화도 못하므로 동작이 명확하지 않거나 코드 줄 수가 길어지면 사용하지 말아야 함 (1줄이 가장 좋고, 3줄 안에 끝나야 함)
람다는 직렬화 형태가 다를 수 있어 직렬화하는 일은 삼가야 한다. 필요하다면 private 정적 중첩 클래스 사용

아이템 43. 람다보다는 메서드 참조를 사용하라

메서드 참조가 짧고 명확하다면 메서드 참조 사용, 그렇지 않다면 람다 사용

보통 메서드 참조가 람다보다 더 간결함
(count, incr) -> count + incr -> Integer::sum

메서드와 람다가 같은 클래스 안에 있을 경우 람다가 더 짧고 명확 GoshThisClassNameIsHumongous::action -> () -> action()

메서드 참조 유형

정적
- 예 : Integer::parseInt
- 람다 : str -> Integer.parseInt(str)
한정적(인스턴스)
- 예 : Instant.now()::isAfter
- 람다 : Instant then = Instant.now(); t -> then.isAfter(t)
비한정적(인스턴스)
- 예 : String::toLowerCase
- 람다 : str -> str.toLowerCase()
클래스 생성자
- 예 : TreeMap<K,V>::new
- 람다 : () -> new TreeMap<K,V>()
배열 생성자
- 예 : int[]::new
- 람다 : len -> new int[len]

아이템 44. 표준 함수형 인터페이스를 사용하라

필요한 용도에 맞는게 있다면 직접 구현하지 말고 표준 함수형 인터페이스를 활용하라

api가 다루는 개념이 줄어 익히기 쉬움
디폴트 메서드를 많이 제공하여 좋아진 상호운용성

java.util.function 패키지에 43개 인터페이스 존재한다.
표준 인터페이스에 박싱된 기본타입을 넣어 사용하지 말자

대표 기본인터페이스 6가지

UnaryOperator
- ex. String::toLowerCase
BinaryOperator
- ex. BigInteger::add
Predicate
- ex. Collection::isEmpty
Function<T,R>
- ex. Arrays::asList
Supplier
- ex. Instance::now
Consumer
- ex. System.out::println

전용 함수형 인터페이스를 구현을 고민해야 하는 경우

자주 쓰이며, 이름 자체가 용도를 명확하게 설명
반드시 따라야하는 규약 존재
유용한 디폴트 메서드를 제공

직접 만든 함수형 인터페이스에는 항상 @FunctionalInterface 사용해야 한다.

아이템 45. 스트림은 주의해서 사용하라

스트림을 과용하면 가독성이 떨어지고 유지보수가 어려워짐
람다에서는 타입을 생략하므로 매개변수 이름을 잘지어야 함
스트림을 사용한 코드가 나아보일 때만 리팩토링 (반복문과 스트림 적절한 조합)
둘다 해보고 더 나아보이는 방법을 선택하자

스트림 api 가 제공하는 추상 개념

데이터 원소의 유한 혹은 무한 시퀀스
스트림 파이프라인은 원소들로 수행하는 연산 단계를 표현하는 개념

스트림 파이프 라인은 지연 평가(lazy evaluation)

평가는 종단 연산이 호출 될 때 이루어짐
→ 종단 연산이 없으면 원소는 안쓰임

스트림 api 는 플루언트 api

메서드 연쇄를 지원, 하나를 구성하는 모든 호출을 연결하여 하나의 표현식으로 나타냄

스트림과 맞지 않는 상황

람다에서는 final 변수만 읽을 수 있고, 지역변수 변경이 불가능
return으로 메서드를 빠져나가거나, break나 continue 문 사용할 수 없음
메서드 선언에 명시된 검사 예외를 던질 수 없음

스트림과 맞는 상황

원소들의 시퀀슬를 일관되게 변환
원소들의 시퀀스를 필터링
원소들의 시퀀스를 하나의 연산을 사용해 결합
원소들의 시퀀스를 컬렉션에 모으기
원소들의 시퀀스에서 특정 조건에 만족하는 원소 찾기

아이템 46. 스트림에서는 부작용 없는 함수를 사용하라

외부 상태를 수정하는 람다를 실행하면 문제가 생길 수 있다.
forEach 연산은 스트림 계산 결과를 보고할 때만 사용하고, 계산할 때는 사용하면 안된다.

스트림을 사용하려면 `Collector` 개념을 알고 있는 것이 좋다.

주요 콜렉터

toList
toSet
toMap
groupingBy
joining

toMap collector

toMap(keyMapper, valueMapper)
- 키에 매핑하는 함수와 값에 매핑하는 함수를 인수로 받음
- ex. toMap(Object::toString, e -> e)
toMap(keyMapper, valueMapper, mergeFunction)
- 키에 연관된 원소들 중 하나를 골라 연관 짓는 맵 만들기
- ex. toMap(Album::artist, a -> a, maxBy(comparing(Album::sales)))
  → 음악가와 베스트 앨범
toMap(keyMapper, valueMapper, mergeFunction, mapFactory)
- EnumMap 이나 TreeMap처럼 원하는 특정 맵 구현체 지정

아이템 47. 반환 타입으로는 스트림보다 컬렉션이 낫다

Stream은 Iterable 인터페이스가 정의한 방식대로 동작은 하지만, 확장하지는 않아서 for-each 구문에 사용될 수 없다.
반복(for-each)을 사용하는게 자연스러워 보여도 Stream을 사용하거나 Iterable로 변환해주는 어댑터를 이용해야 한다.

만약, 나중에 자바가 Stream 인터페이스에서 Iterable을 지원한다면 안심하고 반환해도 될 듯하다.

스트림을 우회하여 반복하기 위한 방법이 있지만 굉장히 난잡하고 직관성이 떨어진다.

for (ProcessHandle ph : (Iterable<ProcessHandle>)
                         ProcessHandle.allProcesses()::iterator)  {
}

Collection 인터페이스는 Iterable 하위 타입, stream 메서드를 제공
→ 원소 시퀀스를 반환하는 타입은 Collection 이나 그 하위 타입이 최선이다. 적절한 컬렉션이 없다면 직접 구현을 고려

아이템 48. 스트림 병렬화는 주의해서 적용하라

동시성 프로그래밍을 할때 안전성(safety)과 응답 가능(liveness) 상태로 유지해야 한다.
스트림을 잘못 병렬활하면 성능이 나빠지고 결과 자체가 잘못되거나 예상치 못한 동작이 발생될 수 있다.
스트림 병렬화는 오직 성능 최적화 수단이어야 한다.
운영 환경과 유사한 조건에서 성능이 좋아지고 정확도가 높을 때만 병렬화를 반영해야 한다.

병렬화가 적합하지 않은 경우

데이터 소스가 Stream.iterate거나 중간 연산으로 limit이 사용된 파이프라인은 성능 개선을 기대할 수 없음
참조 지역성이 낮으면(실제 객체가 메모리에서 떨어져 있음) 스레드는 데이터가 주 메모리에서 캐시메모리로 전송되어 오기를 기다림
종단 연산이 가변 축소 수행(ex. Stream의 collect)

병렬화 효과가 좋은 경우

스트림의 소스를 데이터를 원하는 크기로 정확하고 손쉽게 나눌 수 있는 경우
(ex. ArrayList, HashMap, HashSet, ConcurrentHashMap, 배열, int 범위, long 범위)
종단 연산이 축소(reduction) 인 경우 (ex. reduce, max, min, count, anyMatch …)