CompletableFuture 완벽 이해하기

CompletableFuture 완벽 이해하기

이전 글에서:

• ExecutorService
• Future
• ThreadPoolExecutor

를 배웠다.

그런데 실무에서는 Future를 거의 직접 쓰지 않는다.

왜냐하면 Future에는 치명적인 문제가 있기 때문이다.

그래서 Java 8에서 등장한 것이:

CompletableFuture

이다.

현재 Spring Boot 실무 비동기 처리에서 가장 많이 사용하는 기술 중 하나다.

---

1. Future의 문제

예제.

 

ExecutorService executor =
    Executors.newFixedThreadPool(10);

Future<String> future =
    executor.submit(() -> {

        Thread.sleep(3000);

        return "완료";
    });

 

---

결과 얻기.

 

String result =
        future.get();

 

---

2. 문제

 

future.get();

 

는

작업 끝날 때까지 대기

 

한다.

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3. 이것을

Blocking

 

이라고 한다.

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예:

3초 작업

↓

3초 동안 Thread 정지

 

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4. 또 다른 문제

Future끼리 연결이 안 된다.

예:

DB 조회
 ↓
API 호출
 ↓
결과 가공

 

---

Future는 이런 체인을 만들기 어렵다.

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5. 그래서 등장

CompletableFuture

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6. CompletableFuture란?

한 줄 정의.

비동기 작업을 조합(Compose)할 수 있는 Future

 

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7. 가장 기본 예제

 

CompletableFuture<String> future =
    CompletableFuture.supplyAsync(() -> {

        return "Hello";
    });

 

---

8. 결과 받기

 

String result =
        future.get();

 

---

출력.

Hello

 

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9. supplyAsync()

매우 중요.

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의미.

반환값 있는 비동기 작업

 

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예:

 

CompletableFuture<Integer> future =
    CompletableFuture.supplyAsync(() -> {

        return 100;
    });

 

---

10. runAsync()

반환값 없는 작업.

---

 

CompletableFuture.runAsync(() -> {

    System.out.println("실행");
});

 

---

11. 차이

메서드반환값

runAsync()	없음
supplyAsync()	있음

---

12. 진짜 강점

작업 연결 가능.

---

예:

 

DB 조회
 ↓
가공
 ↓
응답 생성

 

---

13. thenApply()

가장 많이 사용.

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CompletableFuture<String> future =
    CompletableFuture.supplyAsync(() -> {

        return "hello";
    })
    .thenApply(value -> {

        return value.toUpperCase();
    });

 

---

결과.

HELLO

 

---

14. 흐름

hello
 ↓
thenApply
 ↓
HELLO

 

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15. thenAccept()

결과 소비.

---

 

future.thenAccept(value -> {

    System.out.println(value);
});

 

---

반환 없음.

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16. thenRun()

결과도 필요 없고

그냥 다음 작업.

---

 

future.thenRun(() -> {

    System.out.println("완료");
});

 

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17. 실무 예제

회원 조회.

---

 

CompletableFuture<User> future =
    CompletableFuture.supplyAsync(
        () -> userRepository.findById(1L)
    );

 

---

가공.

 

future.thenApply(
    user -> user.getName()
);

 

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18. thenCompose()

면접 단골.

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예:

API1 호출
 ↓
결과 이용
 ↓
API2 호출

 

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19. 잘못된 방식

 

CompletableFuture<
    CompletableFuture<String>
>

 

생성.

---

중첩 Future.

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20. 해결

 

thenCompose()

 

---

예:

 

CompletableFuture<String> future =

    getUser()

    .thenCompose(
        user -> getOrder(user)
    );

 

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21. 의미

Future 평탄화

 

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22. thenApply vs thenCompose

매우 중요.

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thenApply

 

A → B

 

---

thenCompose

 

A → Future<B>

 

---

23. 그림

thenApply

A
 ↓
B

 

---

thenCompose

A
 ↓
Future<B>

 

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24. allOf()

실무 중요.

---

여러 작업 병렬 실행.

---

 

CompletableFuture<User> userFuture =
    getUser();

CompletableFuture<Order> orderFuture =
    getOrder();

 

---

25. 병렬 실행

 

CompletableFuture.allOf(
    userFuture,
    orderFuture
);

 

---

26. 의미

둘 다 끝날 때까지 대기

 

---

27. 그림

User 조회
     ↘
      allOf
     ↗
Order 조회

 

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28. 실무 예시

쇼핑몰.

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회원 정보 조회

주문 조회

포인트 조회

 

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동시에 수행.

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29. 순차 실행

1초
+
1초
+
1초

=
3초

 

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30. 병렬 실행

1초

 

정도.

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31. exceptionally()

예외 처리.

---

 

future.exceptionally(ex -> {

    log.error("오류", ex);

    return "기본값";
});

 

---

32. 의미

예외 발생 시 대체값 반환

 

---

33. handle()

더 강력함.

---

 

future.handle((result, ex) -> {

});

 

---

둘 다 접근 가능.

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정상 결과

 

또는

예외

 

---

34. whenComplete()

후처리.

---

 

future.whenComplete(
    (result, ex) -> {

        log.info("완료");
    }
);

 

---

35. ForkJoinPool

매우 중요.

---

기본적으로.

 

CompletableFuture.supplyAsync(...)

 

는

ForkJoinPool.commonPool()

 

사용.

---

36. 문제

실무에서는 위험.

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공용 Pool 사용.

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트래픽 많으면.

서로 영향

 

줄 수 있음.

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37. 실무 방식

Executor 지정.

---

 

CompletableFuture.supplyAsync(
    () -> doWork(),
    executor
);

 

---

38. Spring @Async 연결

실무 핵심.

---

 

@Async
public CompletableFuture<User>
findUser() {

    return CompletableFuture.completedFuture(
        user
    );
}

 

---

Spring 내부.

ThreadPoolTaskExecutor

 

사용.

---

39. completedFuture()

즉시 완료.

---

 

CompletableFuture.completedFuture(
    "OK"
);

 

---

이미 완료된 Future 반환.

---

40. Future vs CompletableFuture

항목FutureCompletableFuture

결과 조회	O	O
체이닝	X	O
예외 처리	제한적	강력
병렬 조합	X	O
실무 사용	적음	많음

---

41. 면접 단골 질문

Q. Future와 CompletableFuture 차이는?

CompletableFuture는
비동기 작업 조합 가능

 

---

Q. thenApply와 thenCompose 차이는?

thenApply
=
값 변환

thenCompose
=
Future 연결

 

---

Q. allOf는?

여러 Future 병렬 처리

 

---

Q. supplyAsync 기본 ThreadPool은?

ForkJoinPool.commonPool()

 

---

Q. 실무에서 supplyAsync만 쓰나요?

아니오

Executor 지정

 

---

42. 실무 예제

매우 흔한 패턴.

 

CompletableFuture<User> user =
        getUser();

CompletableFuture<Order> order =
        getOrder();

CompletableFuture<Point> point =
        getPoint();

CompletableFuture.allOf(
        user,
        order,
        point
).join();

 

---

기존.

1초
+
1초
+
1초

=
3초

 

---

병렬.

약 1초

 

---

43. 지금까지 흐름 연결

Thread

↓

Runnable

↓

ExecutorService

↓

ThreadPoolExecutor

↓

Future

↓

CompletableFuture

 

---

44. 핵심 흐름 요약

비동기 작업 생성
 ↓
CompletableFuture
 ↓
thenApply
 ↓
thenCompose
 ↓
allOf
 ↓
exceptionally
 ↓
완료

 

---

45. 가장 중요한 핵심 한 줄

CompletableFuture는 Future의 한계를 해결하여 비동기 작업의 조합, 병렬 처리, 예외 처리, 후속 작업 연결을 가능하게 하는 Java의 현대적인 비동기 프로그래밍 도구이다.

 

---

46. 다음 글 예고

다음 글은:

ForkJoinPool

이다.

여기서부터는:

Work Stealing
RecursiveTask
RecursiveAction
Parallel Stream
CompletableFuture

 

가 모두 어떻게 연결되는지 배우게 된다.

그리고 왜 parallelStream()이 내부적으로 ForkJoinPool을 사용하는지도 이해하게 된다.