Baeldung 해석

The Difference Between Collection.stream().forEach() and Collection.forEach()

 

1. Overview

자바에서 컬렉션을 반복하는 옵션에는 여러가지가 있다. 이번 글에서는 2가지 비슷한 접근 방식을 살펴본다.

대부분 둘다 동일한 경과를 보이지만, 몇 가지 미묘한 차이점을 볼 예정이다.

2. Simple List

a. 가장 간단한 방법은 향상 for문을 이용하는 것이다.

  for(String s : list) {
    // do something with s
  }

 

b. 람다식으로도 가능하다(Funtional-style)

   Consumer<String> consumer = s -> { System.out::println };
   list.forEach(consumer);

 

c. stream의 forEach()를 사용할 수 있다.

   list.stream().forEach(consumer);

 

 

3. Execution Order (실행 순서)

아마 여기서 차이가 나는 것 같다.

• Collection.foreach()의 경우 요소에 대한 처리 순서를 직접 정의한다.
• 반면 Collection.stream().foreach()의 경우 처리 순서를 정의되지 않는다. 위의 경우 두 가지는 크게 차이가 나지 않는다.

3.1 Parallel Streams (병렬 스트림)

병렬 스트림을 사용하면 여러 스레드(multi thread)에서 스트림을 실행할 수 있으며 이런 상황에서는 실행 순서는 정의되지 않는다. java는 Collectors.toList()와 같은 터미널 작업이 호출되기 전에 모든 스레드가 완료되도록 요구한다.

여기서 말하는 터미널 작업은 스트림의 처리를 끝내고 결과를 생성하는 작업을 말한다. 즉 스트림을 소비하고, 스트림에 대한 더 이상의 작업을 허용하지 않는다.
ex) list.forEach(System.out::println), list.stream().collect(Collectors.toList()), list.stream().reduce(~) 등등

아래 코드를 실행해보자

list.forEach(System.out::print);
System.out.print(" ");
list.parallelStream().forEach(System.out::print);

 

코드를 여러 번 실행하면 list.forEach()가 삽입 순서대로 항목을 처리한다. 반면 list.parallelStream().forEach()는 실행될 때마다 다른 결과를 생성하는 것을 볼 수 있다
실행 결과 

3.2 Custom Iterators

간단하게 역순으로 반복하는 Iterator를 정의해서 실행시켜 보자.

class ReverseList extends ArrayList<String> {

    @Override
    public Iterator<String> iterator() {

        int startIndex = this.size() - 1;
        List<String> list = this;

        Iterator<String> it = new Iterator<String>() {

            private int currentIndex = startIndex;

            @Override
            public boolean hasNext() {
                return currentIndex >= 0;
            }

            @Override
            public String next() {
                String next = list.get(currentIndex);
                currentIndex--;
                return next;
             }

             @Override
             public void remove() {
                 throw new UnsupportedOperationException();
             }
         };
         return it;
    }
}

 

근데 Bealdung에서 Collection.forEach()에서 내부적으로 custom iterator를 사용하는 것 처럼 나와있고
예문에도 아래처럼 나와있는데 직접 돌려본 결과 아니였다.

List<String> myList = new ReverseList();
myList.addAll(list);

myList.forEach(System.out::print); 
System.out.print(" "); 
myList.stream().forEach(System.out::print);

 

예상 결과 

실제 결과 

컴파일된 코드도 보면 iterator를 호출하고 있지 않고 Collection.forEach()와 정의한 Consumer 로직대로 출력 한다. 

실제로 반대로 출력하고 싶으면, 아래처럼
- custom iterator를 직접 사용하거나 - enhanced for-loop를 사용하면 된다. (내부적으로 구현한 iterator를 사용)

List<String> myList = new ReverseList();
        myList.addAll(list);

        Iterator iterator = myList.iterator();
        System.out.println("custom iterator 직접 사용");
        while(iterator.hasNext()) {
            System.out.print(iterator.next());
        }
        System.out.println();

        // 구현한 iterator를 호출해서 사용하고 있음
        System.out.println("enhanced for-loop");
        for(String s : myList) {
            System.out.print(s);
        }
        System.out.println();

        // 찾았다 범인, 컴파일러가 forEach를 컴파일 할때 iterable로 사용하는게 아니라
        // 그냥 list의 foreach문을 호출하고 있음
        // foreach함수를 보면 안에서 향상for문을 사용하고 있는데 파라미터로 넘긴 Consumer 클래스(Functional 클래스) 대로 동작
        System.out.println("그냥 forEach() 사용");
        myList.forEach(x -> System.out.print(x));
        System.out.println();

        //stream의 foreach 호출
        System.out.println("스트림 forEach() 사용");
        myList.stream().forEach(System.out::print);

 

실행 결과 

전체 컴파일 코드

public class JavaCollectionStreamForeach {
    public JavaCollectionStreamForeach() {
    }

    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = Arrays.asList("A", "B", "C", "D");
        List<String> myList = new ReverseList();
        myList.addAll(list);
        Iterator iterator = myList.iterator();
        System.out.println("custom iterator 직접 사용");

        while(iterator.hasNext()) {
            System.out.print(iterator.next());
        }

        System.out.println();
        System.out.println("enhanced for-loop");
        Iterator var4 = myList.iterator();

        while(var4.hasNext()) {
            String s = (String)var4.next();
            System.out.print(s);
        }

        System.out.println();
        System.out.println("그냥 forEach() 사용");
        myList.forEach((x) -> {
            System.out.print(x);
        });
        System.out.println();
        System.out.println("스트림 forEach() 사용");
        Stream var10000 = myList.stream();
        PrintStream var10001 = System.out;
        Objects.requireNonNull(var10001);
        var10000.forEach(var10001::print);
    }
}

 

그러면서 `The reason for the different results is that forEach() used directly on the list uses the custom iterator` 라고 되어있는데 iterator가 아니라 정의한 Functional-class 대로 출력된다.

4. Modification of the Collection (컬렉션 수정)

대부분의 컬렉션은 반복(iterating)하는 동안에는 구조적으로 수정하면 안된다.
만약, 반복하는 동안 요소가 삭제되거나 추가되면 ConcurrentModification exception 이 발생한다.
게다가 컬렉션은 빠르게 실패(fast fail)되도록 설계 되어있다. 즉, 수정이 발생하면 즉시 예외가 발생한다.
마찬가지로 스트림 파이프라인 실행 중에 요소를 추가하거나 제거하면 ConcurrentModification 예외가 발생합니다. 그러나 나중에 예외가 발생합니다.

 

4.1 Removing an Element

"D"를 삭제하는 Consumer 인터페이스를 구현하고

Consumer<String> removeElement = s -> {
    System.out.println(s + " " + list.size());
    if (s != null && s.equals("A")) {
        list.remove("D");
    }
};

 

• remove() 메서드는 AbstractCollection의 remove() 메서드를 호출
• 내부에서 iterator를 통해 iterator의 remove를 제 호출한다. 

  

iterator 인터페이스에 정의 되어있는 remove()메서드를 보면 항상 `UnsupportedOperationException` 예외를 던지게 되어있다. 

실행결과 

#### forEach() 메서드는 실패가 빨라서, 반복을 중지하고 다음 요소를 처리하기 전에 예외를 확인한다.

지금부터는 stream().forEach()를 살펴보자

list.stream().forEach(removeElement);

 

교재에서는 돌려보면 아래 결과처럼 나온다고 한다 

근데 실제로 돌려보면 아래처럼나온다... 

#### stream()의 forEach()는 Collection.forEach()와 다르게 모든 요소를 확인하고 예외를 출력한다는걸 보여주고 싶은 것 같다.

4.2. Changing Elements

중간에 값을 바꾸는 코드를 실행해보면

list.forEach(e -> {
            list.set(1, "E");
        });

        list.forEach(System.out::print);

 

실행결과 

위 작업을 수행하는데 문제가 없다?!?!
문제가 없지만 Java에서는 스트림에 대한 작업이 간섭하지 않아야 합니다.
이는 스트림 파이프라인 실행 중에 요소를 수정해서는 안 된다는 의미입니다

그 이유는 스트림이 병렬 실행을 용이하게 해야 하기 때문입니다. 여기서 스트림 요소를 수정하면 예기치 않은 동작이 발생할 수 있습니다.

5. Conclusion

컬렉션을 반복하는 두 가지 방법만 비교하기 위한 것이라는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 표시된 동작에 따라 정확성이 결정되는 코드를 작성해서는 안 됩니다.

스트림은 필요하지 않지만 컬렉션에 대해서만 반복하려는 경우 첫 번째 선택은 컬렉션에서 직접 forEach()를 사용하는 것입니다.