Spring 기초 Part 10: 비동기 처리와 @Async

Spring 기초 Part 10: 비동기 처리와 @Async

비동기 처리는 작업의 완료를 기다리는 대신 다른 실행 흐름에 작업을 맡기고, 호출한 쪽은 다음 작업을 진행하는 방식이다.

이메일 발송에 5초가 걸린다고 해보자.

동기 처리

회원 저장 0.1초
   ↓
이메일 전송 5초
   ↓
응답

비동기 처리

회원 저장
   ↓
이메일 작업 제출 ─────→ 다른 Thread에서 전송
   ↓
바로 응답

1. 먼저 알아둘 단어

비동기라고 해서 작업 자체의 실행 시간이 무조건 줄어드는 것은 아니다. 호출자가 기다리지 않고 다른 일을 할 수 있도록 실행 흐름을 분리하는 것이 핵심이다.

2. @Async 활성화

Spring에서 @Async를 사용하려면 비동기 실행 기능을 활성화한다.

@Configuration
@EnableAsync
public class AsyncConfig {
}

Spring의 기본 @Async 처리 방식은 Proxy 기반이다.

호출자
  → Async Proxy
  → TaskExecutor에 작업 제출
  → 호출자는 다음 작업 진행

TaskExecutor
  → 다른 Thread에서 실제 메서드 실행

3. 가장 간단한 @Async

@Service
public class EmailService {

    @Async
    public void sendWelcomeEmail(String email) {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
        // 이메일 전송
    }
}

다른 Bean에서 호출한다.

@Service
public class UserService {

    private final EmailService emailService;

    public UserService(EmailService emailService) {
        this.emailService = emailService;
    }

    public void register(String email) {
        // 회원 저장
        emailService.sendWelcomeEmail(email);

        // 이메일 완료를 기다리지 않고 다음 코드 실행
    }
}

@Async 호출 흐름

sequenceDiagram
    participant U as UserService
    participant P as Async Proxy
    participant E as TaskExecutor
    participant T as EmailService

    U->>P: sendWelcomeEmail 호출
    P->>E: Task 제출
    P-->>U: 즉시 반환
    E->>T: 별도 Thread에서 메서드 실행

4. 결과가 필요한 경우

결과가 필요하다면 CompletableFuture를 반환할 수 있다.

@Async
public CompletableFuture<String> createReport(Long userId) {
    String result = reportGenerator.generate(userId);
    return CompletableFuture.completedFuture(result);
}

호출한 쪽은 완료 후 실행할 작업을 연결할 수 있다.

CompletableFuture<String> future = reportService.createReport(userId);

future.thenAccept(result -> {
    System.out.println("보고서 생성 완료: " + result);
});

join()이나 get()을 바로 호출하면 결과가 나올 때까지 현재 Thread가 기다리므로 비동기 효과가 줄어들 수 있다.

String result = future.join(); // 이 지점에서 완료까지 대기

5. Thread Pool 설정

운영 환경에서는 작업량에 맞는 Executor를 명시적으로 설정하는 것이 좋다.

@Configuration
@EnableAsync
public class AsyncConfig {

    @Bean(name = "emailExecutor")
    public Executor emailExecutor() {
        ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();

        executor.setCorePoolSize(2);
        executor.setMaxPoolSize(5);
        executor.setQueueCapacity(100);
        executor.setThreadNamePrefix("email-");
        executor.initialize();

        return executor;
    }
}

@Async("emailExecutor")
public void sendWelcomeEmail(String email) {
    // emailExecutor에서 실행
}

Thread를 많이 만들면 무조건 빨라지는 것이 아니다. CPU, 메모리, 외부 시스템 처리량을 고려해 설정해야 한다.

6. 자기 호출 문제

@Async도 기본적으로 Proxy를 통해 동작한다.

같은 객체 안에서 비동기 메서드를 직접 호출하면 Proxy를 거치지 않아 현재 Thread에서 실행될 수 있다.

@Service
public class EmailService {

    public void registerAndSend() {
        sendEmail(); // 자기 호출
    }

    @Async
    public void sendEmail() {
        // 비동기로 실행되지 않을 수 있음
    }
}

비동기 메서드를 별도 Bean으로 분리하고 외부에서 호출한다.

UserService
  → EmailService Proxy
  → TaskExecutor
  → EmailService.sendEmail()

7. 예외 처리

CompletableFuture 반환

비동기 결과를 통해 예외를 처리할 수 있다.

reportService.createReport(userId)
        .exceptionally(exception -> {
            System.out.println(exception.getMessage());
            return "보고서 생성 실패";
        });

void 반환

void 메서드에서 발생한 예외는 호출자에게 직접 전달할 수 없다. 기본적으로 로그에 남을 수 있으며, 필요하면 AsyncUncaughtExceptionHandler를 설정한다.

@Override
public AsyncUncaughtExceptionHandler getAsyncUncaughtExceptionHandler() {
    return (exception, method, params) -> {
        System.out.println(method.getName());
        System.out.println(exception.getMessage());
    };
}

중요한 비동기 작업은 실패 여부를 저장하고 재시도하거나 메시지 Queue를 사용하는 방식도 고려해야 한다.

8. 트랜잭션과 @Async

일반적인 Spring 트랜잭션은 현재 Thread에 연결된다. 따라서 호출자 Thread의 트랜잭션이 새 비동기 Thread로 자동 전달되지 않는다.

@Transactional
public void register(User user) {
    userRepository.save(user);
    emailService.sendWelcomeEmail(user.getEmail());
}

요청 Thread
→ register()의 트랜잭션

비동기 Thread
→ 기존 트랜잭션을 자동으로 이어받지 않음

비동기 메서드에서 별도의 DB 트랜잭션이 필요하면 해당 비동기 Bean의 메서드에 트랜잭션 경계를 따로 설정한다.

또한 register()가 커밋되기 전에 비동기 작업이 시작될 수 있다. 반드시 커밋 후 실행해야 하는 작업이라면 트랜잭션 이벤트와 메시징 같은 방법을 고려해야 한다.

9. 언제 사용하면 좋은가

@Async는 단일 서버의 메모리와 Thread Pool에 작업을 맡긴다. 서버가 종료되면 아직 처리하지 못한 작업을 잃을 수 있다. 반드시 처리해야 하는 작업은 Kafka, RabbitMQ 같은 메시지 시스템이나 별도의 작업 Queue가 더 적합할 수 있다.

핵심 정리

@Async의 핵심은 작업을 무조건 빠르게 만드는 것이 아니라, 기다리는 작업을 별도 실행 흐름에 맡기는 것이다.

참고 자료

• Spring Framework Task Execution and Scheduling