CompletableFuture 조합 연산자 완전 정복

지난 글에서 CompletableFuture의 기본 생성·콜백 체이닝을 살펴봤습니다. 단일 파이프라인 이상으로, 실무에서는 여러 비동기 작업을 조합해야 하는 경우가 많습니다. 이번에는 두 개 이상의 CompletableFuture를 연결하는 조합 연산자들을 깊이 있게 다룹니다.

조합 연산자 전체 지도

thenCombine: 두 결과 병합

thenCombine은 두 개의 독립적인 CompletableFuture가 모두 완료되면 BiFunction으로 결과를 합칩니다.

CompletableFuture<String> cfName =
    CompletableFuture.supplyAsync(() -> fetchName(id));
CompletableFuture<Integer> cfScore =
    CompletableFuture.supplyAsync(() -> fetchScore(id));

CompletableFuture<String> combined =
    cfName.thenCombine(cfScore,
        (name, score) -> name + ": " + score + "점");

System.out.println(combined.join()); // "Alice: 95점"

두 작업은 동시에 시작되며 총 소요 시간은 두 작업 중 더 오래 걸린 쪽에 결정됩니다.

allOf: 모두 완료 대기

List<CompletableFuture<String>> cfs = urls.stream()
    .map(url -> CompletableFuture.supplyAsync(() -> fetch(url)))
    .toList();

CompletableFuture<Void> all =
    CompletableFuture.allOf(cfs.toArray(new CompletableFuture[0]));

allOf는 CF<Void>를 반환하므로 결과를 직접 꺼낼 수 없습니다. 아래 관용구로 결과 목록을 수집합니다.

// 결과 목록 수집 관용구
List<String> results = all
    .thenApply(v -> cfs.stream()
        .map(CompletableFuture::join)
        .toList())
    .join();

allOf 완료 후 개별 cf.join()은 이미 완료된 상태이므로 블로킹 없이 즉시 반환합니다.

anyOf: 가장 빠른 결과

CompletableFuture<Object> first =
    CompletableFuture.anyOf(cf1, cf2, cf3);

String result = (String) first.join(); // 타입 캐스팅 필요

anyOf는 반환 타입이 CF<Object>입니다. 타입 정보가 소실되므로 캐스팅이 필요합니다. 같은 타입의 CF만 넣을 때는 applyToEither가 타입 안전한 대안입니다.

// applyToEither: 타입 유지
CompletableFuture<String> faster =
    cf1.applyToEither(cf2, s -> s.toUpperCase());

acceptEither(cf2, consumer)는 먼저 완료된 결과를 소비만 합니다.

실전: 대시보드 페이지 병렬 조립

var cfUser   = fetchUserAsync(userId);
var cfOrders = fetchOrdersAsync(userId);
var cfPromo  = fetchPromoAsync(userId);

Dashboard dash = CompletableFuture
    .allOf(cfUser, cfOrders, cfPromo)
    .thenApply(v -> new Dashboard(
        cfUser.join(),
        cfOrders.join(),
        cfPromo.join()))
    .join();
// 3개 API 중 가장 느린 것의 시간만 소요 (직렬이면 합산)

동일 타입 CF 리스트 병렬 실행 헬퍼

static <T> CompletableFuture<List<T>> all(List<CompletableFuture<T>> cfs) {
    return CompletableFuture
        .allOf(cfs.toArray(new CompletableFuture[0]))
        .thenApply(v -> cfs.stream().map(CompletableFuture::join).toList());
}

// 사용
List<String> pages = all(
    List.of(fetchPageAsync("a"), fetchPageAsync("b"), fetchPageAsync("c"))
).join();

runAfterBoth / runAfterEither

결과가 필요 없고 실행 순서만 제어할 때 사용합니다.

cf1.runAfterBoth(cf2, () -> log.info("둘 다 완료"));
cf1.runAfterEither(cf2, () -> log.info("하나 완료"));

주의사항

anyOf에서 나머지 CF 취소: anyOf는 나머지 CF를 자동으로 취소하지 않습니다. 리소스 낭비를 막으려면 직접 취소해야 합니다.

CompletableFuture<Object> first = CompletableFuture.anyOf(cf1, cf2, cf3);
first.thenRun(() -> Stream.of(cf1, cf2, cf3).forEach(cf -> cf.cancel(true)));

allOf 한 개라도 예외 시: 하나라도 예외가 발생하면 allOf가 반환한 CF도 예외로 완료됩니다. 나머지는 계속 실행 중이므로 결과 수집 시 join() 대신 예외 처리 포함 코드가 필요합니다.

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지난 글: CompletableFuture 기초와 비동기 파이프라인

다음 글: CompletableFuture 비동기 예외 처리 완전 정복

읽어주셔서 감사합니다. 😊