CompletableFuture를 이용한 병렬처리 리팩토링 사례

🔍 적용 배경

• 기존 코드에서는 하나의 업무 요청 흐름에 대해 4~5개의 처리 메서드가 완전히 순차적으로 실행되고 있었고,
• 각 메서드는 개별 I/O 기반 작업(DB 조회, 외부 인증, 계약정보 호출 등)으로 수 초의 시간이 소요됐습니다.
• 이 구조를 유지하면서도 동시에 실행 가능한 작업을 병렬화하여 응답 시간을 단축하는 것이 목표였습니다.

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🧾 기존 순차 처리 방식 (예시 코드 - 설명용)

public BizResponse processData(BizRequest request) throws BizException {
    BizResponse response = new BizResponse();

    // 1. 사용자 지역 정보 조회
    this.loadRegionInfo(request);

    // 2. 본인 확인 정보 조회
    this.verifyIdentityInfo(request);

    // 3. 사용자 프로필 조회
    this.fetchUserProfile(request);

    // 4. 계약 관련 정보 조회
    this.loadContractInfo(request);

    return response;
}

• 모든 처리가 완료되어야 다음 단계로 넘어가기 때문에 병목이 발생.

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🚀 CompletableFuture로 병렬 처리 (리팩토링 예시)

public BizResponse processDataAsync(BizRequest request) throws BizException {
    BizResponse response = new BizResponse();

    // 병렬로 실행 가능한 각 Task 정의 (예외 래핑 포함)
    CompletableFuture<Void> regionTask = CompletableFuture.runAsync(() -> safeRun(() -> loadRegionInfo(request)));
    // runAsync(): 별도 쓰레드에서 Runnable 실행, 반환값 없음
    // safeRun(): 내부 예외를 CompletionException으로 래핑하여 처리

    CompletableFuture<Void> identityTask = CompletableFuture.runAsync(() -> safeRun(() -> verifyIdentityInfo(request)));
    // verifyIdentityInfo() 메서드를 병렬 비동기 작업으로 실행

    CompletableFuture<Void> profileTask = CompletableFuture.runAsync(() -> safeRun(() -> fetchUserProfile(request)));
    // fetchUserProfile(): 사용자 정보를 외부 API에서 가져오는 작업을 병렬 처리

    CompletableFuture<Void> contractTask = CompletableFuture.runAsync(() -> safeRun(() -> loadContractInfo(request)));
    // loadContractInfo(): 계약정보를 별도 비동기 쓰레드에서 가져오기

    // 모든 작업이 완료될 때까지 대기 (예외 발생 시 CompletionException으로 래핑됨)
    try {
        CompletableFuture.allOf(regionTask, identityTask, profileTask, contractTask).join();
        // allOf(): 여러 CompletableFuture들을 병렬 실행 후 모두 완료되기를 기다림
        // join(): 예외가 발생하면 CompletionException으로 래핑되어 즉시 전파됨
    } catch (CompletionException ce) {
        throw new BizException("비동기 병렬 처리 중 오류 발생", ce);
    }

    return response;
}

// 람다 내 예외 처리를 위한 공통 유틸 함수
private void safeRun(Runnable action) {
    try {
        action.run();
    } catch (Exception e) {
        throw new CompletionException(e);
        // CompletionException: CompletableFuture 내부에서 발생한 예외를 감싸기 위한 표준 예외 타입
    }
}

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✨ 핵심 메서드 요약 (Java 표준 API 기반)

메서드	설명
runAsync(Runnable)	반환값 없이 백그라운드 작업 실행. 기본적으로 ForkJoinPool 공용 쓰레드 사용
allOf(...)	여러 CompletableFuture를 배열로 받아 모두 완료될 때까지 대기
join()	해당 CompletableFuture가 끝날 때까지 대기, 예외 발생 시 CompletionException 발생
CompletionException	비동기 내부 예외를 감싸기 위한 예외. 외부에서 catch 가능
thenCompose()	결과값을 다른 CompletableFuture로 연결. 의존성 있는 비동기 로직에서 사용
handle() / exceptionally()	예외 발생 시 후속 처리 로직 연결 가능

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🎯 적용 효과 및 기대 이점

항목	효과
처리 시간	기존 15초 이상 → 평균 4~5초로 단축
병목 제거	순차 구조 → 병렬 실행으로 CPU 사용률 향상
확장성	추가 작업을 Task로 쉽게 분리 가능
유지보수	공통 예외 처리 유틸을 도입해 코드 중복 제거

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🧠 사내 적용 시 유의사항

• 모든 로직이 병렬화에 적합한지 반드시 검토 (예: DB 락, 순서 의존성 등)
• 공통 ThreadPool 또는 별도 Executor 설정 필요시 직접 지정 가능
• 실패 허용이 필요한 경우 handle, exceptionally, whenComplete 등 활용 가능

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✅ 위 코드는 실제 업무 코드에서 추상화한 예시입니다. “이런 방식으로 병렬화하면 유사 구조에서 성능 개선과 구조 개선이 동시에 가능합니다”라는 관점에서 설계된 리팩토링 예제입니다.