[Java] 비동기 작업 처리 (ExecutorService VS CompletableFuture)

📌 Java에서 비동기 작업 처리

Java에서 비동기 작업을 처리하는 방법은 다양하지만, ExecutorService와 CompletableFuture가 가장 일반적이고 널리 사용된다.😆

 

✅ 1. Thread 직접 사용

Thread 클래스를 직접 생성하여 작업을 실행하는 방법.

 

📖 예제

Thread thread = new Thread(() -> {
    System.out.println("비동기 작업 실행");
});

thread.start();

 

✔ 장점

• 간단한 작업에 적합.

❌ 단점

• 스레드 풀 관리가 불가능하고, 직접 관리해야 해서 복잡해짐.
• 성능 및 자원 관리 측면에서 비효율적.

 

✅ 2. ExecutorService

스레드 풀을 관리하며 효율적으로 비동기 작업을 처리.

Runnable 또는 Callable을 활용하는 게 가장 일반적.

 

1️⃣ ExecutorService는 직접 스레드 풀을 생성하여 작업을 실행.

2️⃣ submit() 메서드는 작업을 스레드 풀의 큐에 추가하여 비동기적으로 실행.

3️⃣ 작업 완료 후 shutdown()을 호출하여 스레드 풀을 종료.

 

📖 예제

//스레드 풀 크기 설정 (동시에 실행 가능한 작업 수 제한)
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5); 
executor.submit(() -> {
    System.out.println("비동기 작업 실행");
});

executor.shutdown();

 

📖 Runnable과 함께 사용 (반환값 ❌)

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(2);
Runnable task = () -> {
    System.out.println("Runnable: 비동기 작업 실행 중...");
};
executor.submit(task);
executor.shutdown();

 

📖 Callable함께 사용 (반환값 ⭕)

import java.util.concurrent.*;

public class CallableExample {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(2);

        Callable<String> task = () -> {
            return "Callable: 비동기 작업 완료!";
        };

        Future<String> future = executor.submit(task); // 작업 실행 후 Future 객체 반환
        System.out.println(future.get()); // get() 호출해서 결과 받기
        executor.shutdown();
    }
}

 

✔ 장점

• 스레드 풀을 재사용하여 성능과 자원 관리가 효율적.
• 다양한 실행 정책 제공 (FixedThreadPool, CachedThreadPool, SingleThreadExecutor 등).
• 스레드 풀 크기 및 동작을 세밀하게 제어 가능.

❌ 단점

• 작업 완료 후의 결과를 수집하거나 체이닝하려면 수동으로 구현해야 함 (혹은 CompletableFuture 사용).
• 코드가 복잡해질 수 있음.

 

✅ 3. CompletableFuture

Java 8부터 도입된 비동기 작업의 결과를 다루기 위한 API.

• CompletableFuture.runAsync()는 기본적으로 ForkJoinPool.commonPool을 사용하여 비동기 작업을 처리.
• 반환 값 없이 비동기적으로 실행되는 작업에 적합합니다.
• ForkJoinPool 대신 커스텀 스레드 풀을 지정하려면 추가 인자를 제공합니다.
  CompletableFuture.runAsync(() -> { /* 작업 로직 */ }, executorService);
• 체이닝(thenApply, thenAccept, thenRun)을 활용하면 작업을 쉽게 연결

 

📖 runAsync 사용 (반환값 ❌)

CompletableFuture.runAsync(() -> {
    System.out.println("Runnable처럼 실행됨!");
});

// 함수 리턴값 타입
public CompletableFuture<Void> function(String param) throws Exception {
    return CompletableFuture.runAsync(() -> {
        // 작업 로직
    });
}

 

📖 supplyAsync 사용 (반환값 ⭕)

CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    return "비동기 작업 결과";
}).thenAccept(result -> {
    System.out.println("결과: " + result);
});

// or

CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    return "Callable처럼 실행됨!";
});

future.thenAccept(System.out::println); // 결과 출력

 

📖 커스텀 스레드 풀 + CompletableFuture

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(2);
CompletableFuture.runAsync(() -> {
    // 작업 로직
}, executor);

executor.shutdown();

 

📖 비동기 작업 여러개 완료 기다리기

List<CompletableFuture<Void>> futures = new ArrayList<>();

for (int i = 0; i < 5; i++) {
    CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.runAsync(() -> {
        try {
            Thread.sleep(1000); // 1초 동안 대기
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 작업 완료!");
            
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    });    
    futures.add(future);
}

// 모든 작업이 끝날 때까지 대기
CompletableFuture.allOf(futures.toArray(new CompletableFuture[0])).join();

System.out.println("✅ 모든 비동기 작업 완료 후 실행!");

✔ 장점

• 비동기 작업 체이닝 및 결과/에러 처리 간편.
• ForkJoinPool과 잘 통합된다.
• 기본적으로 스레드 풀을 관리가 필요 없음.

❌ 단점

• 간단한 작업에 사용하면 오히려 복잡해질 수 있음.
• 기본 ForkJoinPool의 크기가 제한적이므로 대량의 작업이 발생하면 커스텀 스레드 풀 필요.

 

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🔥 ExecutorService VS CompletableFuture

특징	ExecutorService	CompletableFuture
사용 목적	스레드 풀 직접 관리 & 작업 실행	비동기 작업 체이닝 & 결과 처리
스레드 관리	직접 스레드 풀 크기 설정 및 관리 필요	기본적으로 ForkJoinPool.commonPool 사용 (필요시 커스텀 가능)
작업 연결 (체이닝)	직접 추가 구현 필요 (Future 사용 시 제한적)	thenApply, thenAccept, handle 등을 통해 쉽게 연결
예외 처리	try-catch로 직접 처리	exceptionally, handle 지원
직접 종료 필요	shutdown() 호출 필요	기본 풀(commonPool)은 JVM 종료 시 자동 종료
추가 작업 지원	제한적 (submit 및 Future.get으로 결과 확인)	연속 작업, 결과 처리, 예외 처리 등 다양한 기능 지원
코드 간결성	비교적 장황할 수 있음	간결하고 읽기 쉬움

 

🚀 결론

• 작업 간 연결 & 간단한 비동기 작업 → CompletableFuture 사용 추천!
• 스레드 풀을 세밀하게 제어해야 할 때 → ExecutorService 사용 추천!