Java의 비동기 프로그래밍: CompletableFuture 활용하기

Java의 비동기 프로그래밍: CompletableFuture 활용하기

비동기 프로그래밍은 오늘날 소프트웨어 개발에서 중요한 기술로 자리잡고 있어요. 특히 Java에서는 CompletableFuture를 활용해 효율적으로 비동기 작업을 수행할 수 있답니다. 이 글에서는 CompletableFuture의 개념을 설명하고, 여러 가지 예제를 통해 어떻게 활용할 수 있는지 알아볼게요.

CompletableFuture란?

비동기 프로그래밍의 필요성

비동기 프로그래밍은 프로그램의 특정 작업이 완료되기를 기다리지 않고, 다른 작업을 계속 진행할 수 있게 해줘요. 예를 들어, 사용자 인터페이스(UI)를 가진 애플리케이션에서 네트워크 요청을 수행하는 동안 UI가 멈추지 않게 하는 것이죠.

CompletableFuture의 소개

Java 8에서 도입된 CompletableFuture는 비동기 프로그래밍을 좀 더 쉽게 만들어주는 클래스예요. 이 클래스는 비동기적으로 실행할 수 있는 작업을 표현하고, 결과를 나중에 받아올 수 있게 해줘요.

CompletableFuture의 기본 사용법

CompletableFuture 생성하기

CompletableFuture를 생성하는 몇 가지 방법이 있어요. 가장 간단한 방법은 supplyAsync 메소드를 사용하는 거예요.

java
CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
try {
Thread.sleep(1000); // 1초 대기
} catch (InterruptedException e) {
throw new IllegalStateException(e);
}
return 42; // 결과값
});


결과 기다리기

비동기 작업이 완료된 후 결과를 가져오려면 get() 메소드를 사용할 수 있어요.

java
try {
Integer result = future.get(); // 결과값을 기다림
System.out.println("결과: " + result);
} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}


이 방식은 기본적으로 결과를 기다리기 때문에 블로킹(blocking)이지만, 다양한 비동기 메소드를 활용하면 더 유용하게 사용할 수 있어요.

다양한 CompletableFuture 메소드

thenApply()

thenApply() 메소드를 사용하면 이전 작업의 결과를 기반으로 후속 작업을 정의할 수 있어요.

java
CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
return 2;
}).thenApply(result -> {
return result * 2; // 결과값 2배
});


thenAccept()와 thenRun()

thenAccept()는 결과를 소비하는 작업을 정의할 때 사용하고, thenRun()은 아무런 입력 없이 후속 작업을 정의하고 싶을 때 사용해요.

java
CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
return "Hello!";
}).thenAccept(result -> {
System.out.println(result); // 결과 출력
});


예외 처리하기

비동기 작업 중 예외가 발생할 수 있는데, handle() 메소드를 사용하면 예외를 처리할 수 있어요.

java
CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
throw new RuntimeException("예외 발생!");
}).handle((result, throwable) -> {
if (throwable!= null) {
System.out.println("예외: " + throwable.getMessage());
return 0; // 대체값 반환
}
return result;
});


CompletableFuture와 병렬 처리

여러 작업을 동시에 실행하기

CompletableFuture를 활용하여 여러 작업을 동시에 실행하고, 그 결과를 얻을 수 있어요. allOf() 메소드를 사용하면 여러 CompletableFuture를 결합할 수 있어요.

CompletableFuture future2 = CompletableFuture.runAsync(() -> {
System.out.println(“작업 2 시작”);
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
}
System.out.println(“작업 2 완료”);
});

CompletableFuture combined = CompletableFuture.allOf(future1, future2);
combined.join(); // 모든 작업이 완료될 때까지 대기

성능 최적화

CompletableFuture 활용 시 주의사항

• 메모리 사용: CompletableFuture는 내부적으로 Future 객체를 가지고 있어서 불필요한 메모리 사용이 발생할 수 있어요.
• 블로킹: get() 메소드를 사용할 경우 블로킹이 발생하므로, 가능한 사용을 피하는 것이 좋아요.

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이제까지 CompletableFuture에 대해 알아봤어요. 다음 표는 주요 메소드와 그 용도를 요약한 내용이에요.

메소드	설명
supplyAsync()	비동기 작업 시작
thenApply()	이전 결과를 사용한 후속 작업
thenAccept()	결과 소비
handle()	예외 처리
allOf()	여러 CompletableFuture 결합

결론

CompletableFuture는 Java에서 비동기 프로그래밍을 수행하는 데 있어 강력한 도구가 될 수 있어요. 비동기 작업을 이해하고 적절히 활용한다면, 프로그램의 성능과 응답 속도를 크게 향상시킬 수 있답니다. 이제 여러분도 CompletableFuture를 활용하여 비동기 프로그래밍의 세계를 탐험해 보세요!