Study_Java8

백기선님의 더 자바, java 8의 강의의 공부 기록입니다.

함수형 인터페이스와 람다

함수형 인터페이스와 람다 표현식 소개

함수형 인터페이스(Single Abstract Method)

1. 1개의 추상메소드를 가지고있는 인터페이스.
2. @FunctionalInterface 어노테이션 사용가능

람다 표현식(Lambda Expressions)

1. 함수령 인터페이스의 인스턴스 생성 방식으로 사용할수 있다.
2. 코드를 간결하게 만들수 있다.
3. 메소드를 매개변수, 리턴 타입, 변수로 만들어 사용할 수도 있다.

자바에서 함수 프로그래밍 특징

1. 함수를 일급 객체(First Class Object)로 사용할수 있다.
2. 순수 함수

• 사이드 이팩트를 만들 수 없다. (함수 밖에 값을 변경할수 없다.)
• 함수 밖에 정의되어 있는 상태가 없다.

3. 고차함수

• 함수가 함수를 매개변수로 받을 수 있고 함수를 리턴할 수도 있다.

4. 불변성

자바에서 제공하는 함수형 인터페이스

Function<T, R>

1. T타입을 입력받아 R타입으로 리턴하는 함수 인터페이스

• R apply(T t)

2. 함수 조합용 메소드

• andThen ex(func1.andThen(func2) = func1 first, func2 second)
• compose ex(func1.compose(func2) = func1 second, func2 first)

BiFunction<T, U, R>

1. 두개의 값(T, U)를 받아서 R 타입을 리턴하는 함수 인터페이스

• R apply(T t)

Consumer

1. T 타입을 받아서 아무값도 리턴하지 않는 함수 인터페이스

• void Accept(T t)

2. 함수 조합용 메소드

• andThen

Supplier

1. T 타입의 값을 제공하는 함수 인터페이스

• T get()

Predicate

1. T 타입을 받아 Boolean을 리턴하는 함수 인터페이스

• boolean test(T t)

2. 함수 조합용 메소드

• And
• Or
• Negate

UnaryOperator

1. Function<T, R>의 특수한 형태, 입력값 하나를 받아서 동일한 타입으로 리턴하는 함수 인터페이스

• ex(Function<Integer, Integer> -> UnaryOperator)

BinaryOperator

1. BiFunction(T, U, R)의 특수 형, 동일한 타입의 입력값 두개를 받아 리턴하는 함수 인터페이스

• ex(BiFunction<Integer, Integer> -> BinaryOperator)

람다 표현식

람다

• (인자 리스트) -> (바디)

인자 리스트

• 인자가 없을때 ()

• () -> System.out.println("Hello World");

• 인자가 한개일 때 (one) 또는 one

• (one) -> System.out.println("Hello World"+ one);

• 인자가 여러개 일 때 (one, two)

• (one, two) -> System.out.println("Hello World"+ one + two);

• 인자의 타입은 생략 가능, 컴파일러가 추론(infer)하지만 명시할 수도 있다. (Integer one, Integer two)

• (Integer one, Integer two) -> System.out.println("Hello World"+ one + two);

바디

• 화살표 오른쪽에 함수 본문을 정의한다

() -> System.out.println("Hello World");

• 여러 줄인 경우에 {}를 사용해서 묶는다.

() -> { System.out.println("Hello World1"); System.out.println("Hello World2"); }

변수 캡쳐 (Variable Capture)

• 로컬 변수 캡쳐
• final 이거나 effective final(사실상 final) 인 경우에만 참조할 수 있다.
• 그렇지 않을 경우 concurrency(동시성) 문제가 생길 수 있어서 컴파일
• effective final(사실상 final)
• 자바 8 부터 지원하는 기능으로 "사실상" final 인 변수(final 키워드가 없지만 값 변경이 일어나지 않는 변수)
• final 키워드를 사용하지 않은 변수를 익명 클래스 구현체 또는 람다에서 참조할 수 있다.

  • public class Foo {
          public static void main(String[] args) {
          Foo fooClass = new Foo();
          fooClass.run();
      }
    
    private void run() {
          int baseNumber = 10;
    
          // 로컬 클래스
          class LocalClass {
              void printBaseNumber() {
                  System.out.println(baseNumber);
              }
          }
    
          // 익명 클래스
          Consumer<Integer> integerConsumer = new Consumer<Integer>() {
              @Override
              public void accept(Integer integer) {
                  System.out.println(baseNumber);
              }
          };
    
          // 람다
          IntConsumer printInt = (number) -> {
              System.out.println(number + baseNumber);
          };
      }
    }

• 익명 클래스 구현체와 달리 '쉐도윙'하지 않는다.
• 익명 클래스는 새로 스콥을 만들지만, 람다는 람다를 감싸고 있는 스콥과 같다

  •    public class Foo {
          public static void main(String[] args) {
          Foo fooClass = new Foo();
          fooClass.run();
      }
    
       private void run() {
          int baseNumber = 10;
    
          // 로컬 클래스
          class LocalClass {
              void printBaseNumber() {
                  System.out.println(baseNumber);
              }
          }
    
          // 익명 클래스
          Consumer<Integer> integerConsumer = new Consumer<Integer>() {
              // new scope
              // int baseNumber = 12; = ok
              @Override
              public void accept(Integer integer) {
                  System.out.println(baseNumber);
              }
          };
    
          // 람다
          IntConsumer printInt = (number) -> {
              // int baseNumer = 10; = error 
              // run() 과 동일 스코프
              System.out.println(number + baseNumber);
          };
         }
       }

메소드 레퍼런스

스태틱 메소드 참조

• 타입::스태틱 메소드
• ex(UnaryOperator hi = Greeting::hi;)

특정 객체의 인스턴스 메소드 참조

• 객체 레퍼런스::인스턴스 메소드
• ex(greeting::hello;, greeting::getName;)

임의 객체의 인스턴스 메소드 참조

• 타입::인스턴스 메소드
• ex

  • String[] names = {"keesun", "whiteship", "toby"};
    Arrays.sort(names, String::compareToIgnoreCase);

생성자 참조

• 타입::new
• ex(Supplier newGreeting = Greeting::new;)

인터페이스의 변화

인터페이스 기본 메소드와 스태틱 메소드

기본 메소드

• 인터페이스에 메소드 선언이 아니라 구현체를 제공하는 방법
• 이미 구현된 메소드를 제공
• 해당 인터페이스를 구현한 클래스를 깨트리지 않고 새 기능을 추가할 수 있다.
• 모든 구현체에 구현하지 않아도 된다.
• 기본 메소드는 구현체가 모르게 추가된 기능으로 그만큼 리스크가 있다.
• 기본 메소드로 선언한 것이 구현체에 존재하는 경우 원치 않는 동작 변경이 있을수 있다.
• Object가 제공하는 기능(equals, hasCode)는 기본 메소드로 제공할 수 없다.
• ex(default void equals() {} 에러는 없지만 사용이 불가능함)
• 본인이 수정할 수 있는 인터페이스에만 기본 메소드를 제공할 수 있다.
• JpaRepository 같은 인터페이스는 수정 불가능
• 인터페이스를 상속받는 인터페이스에서 다시 추상 메소드로 변경할 수 있다.
• 인터페이스 구현체가 재정의 할 수도 있다.
• 오버라이딩이 가능하다

스태틱 메소드

• 해당 타입 관련 헬퍼 또는 유틸리티 메소드를 제공할 때 인터페이스에 스태틱 메소드를 제공할 수 있다.
• 인스턴스를 생성하지 않고 메소드를 사용할수 있다.

자바 8 기본 메소드와 스태틱 메소드

Iterable의 기본 메소드

• forEach()
• ex(name.forEach(System.out::println))
• spliterator()

Collection의 기본 메소드

• stream() / parallelStream()
• 다음 강의에서 설명
• removeIf(Predicate)
• ex(name.removeIf(s -> s.startWith("K"))
• spliterator()

Comparator의 기본 메소드 및 스태틱 메소드

• reversed()
• 정렬 규칙 반대로 변경
• thenComparing()
• 정렬 규칙 추가
• static reverseOrder() / naturalOrder()
• 내림차순 정렬 / 오름차순 정렬
• static nullsFirst() / nullsLast()
• null 데이터 맨 앞에 정렬 / null 데이터 맨 뒤에 정렬 (정렬 null 처리)
• static comparing()
• 정렬 규칙을 람다현으로 구현 가능

Stream

Stream 소개

Stream

• 데이터를 담고 있는 저장소 (컬렉션)이 아니다.
• 데이터를 저장하지 않는다.
• Functional in nature 스트림이 처리하는 데이터 소스를 변경하지 않는다.
• 원본을 수정하지 않는다.
• 스트림으로 처리하는 데이터는 오직 한번만 처리한다.
• 스트림은 한번 건든 데이터는 더이상 건들지 않는다.
• 무제한일 수도 있다. (Short Circuit 메소드를 사용해서 제한할 수 있다.)
• 스트림으로 무제한의 데이터를 처리할수 있지민 Short Circuit 메소드를 사용하여 리미트를 걸수 있다.
• 중계 오퍼레이션은 근본적으로 LAZY 하다.
• 종료 오퍼레이션이 나오기 전까지 중계 오퍼레이션은 실행되지 않는다.
• 손쉽게 병렬 처리할 수 있다.

스트림 파이프라인

• 0 또는 다수의 중계 오퍼레이션과 한개의 종료 오퍼레이션으로 구성한다.
• 스트림 파이프라인에는 다수의 중계 오퍼레이션이 들어갈수 있으나 종료 오퍼레이션은 무조건 1개이다.
• 스트림의 데이터 소스는 오직 터미널 오퍼레이션(종료 오퍼레이션)을 실행할 때에만 처리한다.
• 종료 오퍼레이션이 나오기 전까지 중계 오퍼레이션은 실행되지 않는다.

중계 오퍼레이션

• Stream을 리턴한다.
• 여전히 스트림 파이프 라인이다.
• Stateless / Stateful 오퍼레이션으로 더 상세하게 구분할 수도 있다. (대부분은 Stateless지만 distinct 나 sorted 처럼 이전 이전 소스 데이터를 참조해야 하는 오퍼레이션은 Stateful 오퍼레이션이다.)
• Stateless / Stateful 나뉘지만 대부분 Stateless고 distain나 sorted등 이전 데이터를 참조하는 오퍼레이션의 경우 Stateful할 오퍼레이션이다.

종료 오퍼레이션

• Stream을 리턴하지 않는다.
• 스트림 파이프라인이 끝이 났다.

스트림 API

걸러내기

• Filter(Predicate)
• 예) 이름이 3글자 이상인 데이터만 새로운 스트림으로
• Filter(e -> e.getName().length >= 3)

변경하기

• Map(Function) 또는 FlatMap(Function)
• 예) 각각의 Post 인스턴스에서 String title만 새로운 스트림으로
• Map(Post::getTitle) & Map(post -> post.getTitle)
• 예) List<Stream>을 String의 스트림으로
• FlatMap(Collection::stream)

생성하기

• generate(Supplier) 또는 iterate(T seed, UnaryOperator)
• 예) 10부터 1씩 증가하는 무제한 숫자 스트림

• Stream.iterate(10, i -> i + 1)
          .skip(10)
          .limit(10)
          .forEach(System.out::println);

• 예) 랜덤 int 무제한 스트림

제한하기

• limit(long) 또는 skip(long)
• 예) 최대 5개의 요소가 담긴 스트림을 리턴한다.
• limit(5)
• 예) 앞에서 3개를 뺀 나머지 스트림을 리턴한다.
• skip(3)

Optional

Optional 소개

Optional

• 오직 값 한 개가 들어있을 수도 없을 수도 있는 컨테이너
• 관측하기 전까진 알수 없다.

주의할 것

• 리턴값으로만 쓰기를 권장한다(메소드 매개변수 타입, 맵의 키 타임, 인스턴스 필드 타입으로 쓰지 말자.)
• 메소드 매개변수나 맵의 키 타입에는 null값이 들어와서는 안된다.
• Optional을 리턴하는 메소드에서 null을 리턴하지 말자.
• Optional을 사용하는 이유가 없다. 차라리 Optional.empty()를 리턴하자.
• 프리미티브 타입용 Optional은 따로 있다. OptionalInt, OptionalLong
• Optional을 사용할경우 박싱, 언박싱이 일어나 성능에 영향을 준다.
• Collection, Map, Stream Array, Optional은 Optional로 감싸지 말것
• 그 자체로 이미 null체크를 할수 있다.

Optional

Optional 만들기

• Optional.of()
• Optional.ofNullable()
• Optional.empty()

Optional에 값이 있는지 없는지 확인하기

• isPresent()
• 예) if(optOnlineClass.isPresent)
• isEmpty() (자바 11부터 제공)
• 예) if(optOnlineClass.isEmpty)

Optional에 있는 값 가져오기

• get()
• Optional이 비었을경우 NoSuchElementException 발생

Optional에 값이 있는 경우에 그 값을 가지고 ~~를 하라.

• ifPresent(Consumer)
• 예) .ifPresent(e -> System.out.println(e.getId);

Optional에 값이 있으면 가져오고 없는 경우에 ~~를 리턴하라.

• orElse(T)
• 예) .orElse(emptyOnlineClass);

Optional에 값이 있으면 가져오고 없는 경우에 ~~를 하라

• orElseGet(Supplier)
• 예) .orElseGet(new OnlineClass());

Optional에 값이 없으면 에러를 던져라

• orElseThrow()
• 예) .orElseThrow(() -> new NoSuchElementException());

Optional에 들어있는걸 럴러내기

• Optional filter(Predicate)
• 예) .filter(e -> e.getId > 5)

Optional에 들어있는 값 변환하기

• Optional map(Function)
• Optional flatMap(Function): Optional 안에 들어있는 인스턴스가 Optional인 경우에 사용하면 편리하다.
• 값이 Optional로 이중포장 되있을경우 포장 하나를 없에 준다.

Date와 Time

Date와 Time 소개

자바 8에 새로운 날짜와 시간 API가 생긴 이유

• 그전까지 사용하던 java.util.Date 클래스는 mutable 하기 떄문에 thead safe하지 않다.
• 클래스 이름이 명확하지 않다. Date인데 시간까지 다룬다.
• 버그 발생할 여지가 많다. (타입 안전성이 없고, 월이 0부터 시작한다거나...)
• 날짜 시간 처리가 복잡한 애플리케이션에서는 보통 Joda Time을 쓰곤했다.

자바 8에서 제공하는 Data-Time API

• JSR-310 스팩의 구현체를 제공한다.
• 디자인 철학
• Clear
• Fluent
• Immutable
• Extensible

주요 API

• 기계용 시간 (machine time)과 인류용 시간(human time)으로 나눌 수 있다.
• 기계용 시가은 EPOCK (1970년 1월 1일 0시 0분 0초) 부터 현재까지의 타임스탬프를 표현한다.
• 인류용 시간은 우리가 흐히 사용하는 연, 월, 일, 시, 분, 초 등을 표현한다.
• 타임스탬프는 Instant를 사용한다.
• 특정 날짜(LocalDate), 시간(LocalTime), 일시(LocalDateTime)를 사용할 수 있다.
• 기간을 표현할 때는 Duration(시간 기반)과 Period(날짜 기반)를 사용할 수 있다.
• DateTimeFomatter를 사용해서 일시를 특정한 문자열로 포매팅할 수 있다.