프론트엔드 성능 API 탐색: 페이지 로드 메트릭 수집 마스터하기

오늘날의 디지털 환경에서 웹사이트 성능은 매우 중요합니다. 느리게 로드되는 웹사이트는 사용자의 불만, 장바구니 이탈, 그리고 궁극적으로는 수익 손실로 이어질 수 있습니다. 프론트엔드 성능을 최적화하는 것은 전 세계 어디에 있든 긍정적인 사용자 경험을 제공하는 데 매우 중요합니다. 프론트엔드 성능 API는 페이지 로드 성능의 다양한 측면을 측정하고 분석하기 위한 강력한 도구를 제공합니다. 이 종합 가이드는 Navigation Timing API 및 기타 관련 성능 인터페이스를 활용하여 핵심 페이지 로드 메트릭을 수집하고 이해하는 방법을 안내하여, 병목 현상을 식별하고 글로벌 사용자를 위해 웹사이트의 속도와 반응성을 개선할 수 있도록 지원합니다.

페이지 로드 메트릭의 중요성 이해하기

페이지 로드 메트릭은 웹사이트가 얼마나 빨리 로드되고 사용자와 상호작용할 수 있게 되는지에 대한 귀중한 통찰력을 제공합니다. 이러한 메트릭은 여러 가지 이유로 중요합니다:

사용자 경험: 더 빠른 로딩 속도의 웹사이트는 더 부드럽고 즐거운 사용자 경험을 제공하여 참여도와 만족도를 높입니다. 도쿄에 있는 사용자가 여러분의 전자상거래 사이트에 접속하려고 할 때, 느린 로딩 경험은 그들이 구매를 포기하게 될 가능성이 높습니다.
SEO 순위: 구글과 같은 검색 엔진은 페이지 속도를 순위 결정 요인으로 고려합니다. 웹사이트 성능을 최적화하면 검색 엔진 가시성을 향상시킬 수 있습니다.
전환율: 연구에 따르면 페이지 로드 시간과 전환율 사이에는 직접적인 상관관계가 있습니다. 더 빠른 로딩 페이지는 특히 인터넷 속도가 느린 지역에서 더 높은 전환율로 이어지는 경우가 많습니다.
모바일 최적화: 모바일 기기 사용이 증가함에 따라 모바일 성능 최적화는 필수적입니다. 페이지 로드 시간은 특히 대역폭이 제한된 지역에서 모바일 사용자 경험에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 3G 연결에 의존하는 인도의 사용자는 고속 광섬유 연결을 가진 사용자보다 빠르게 로드되는 웹사이트를 더 높이 평가할 것입니다.
글로벌 도달 범위: 성능은 사용자의 지리적 위치, 네트워크 조건 및 기기 기능에 따라 크게 달라질 수 있습니다. 여러 지역의 성능을 모니터링하면 최적화가 필요한 영역을 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다.

프론트엔드 성능 API 소개

프론트엔드 성능 API는 웹 페이지의 성능 관련 데이터에 대한 접근을 제공하는 자바스크립트 인터페이스 모음입니다. 이 API를 통해 개발자는 페이지 로드 시간, 리소스 로딩 및 기타 성능 특성의 다양한 측면을 측정할 수 있습니다. 프론트엔드 성능 API의 핵심 구성 요소인 Navigation Timing API는 페이지 로드 프로세스의 다양한 단계에 대한 상세한 타이밍 정보를 제공합니다.

성능 API의 주요 구성 요소:

Navigation Timing API: DNS 조회, TCP 연결, 요청 및 응답 시간, DOM 처리와 같은 페이지 로드 프로세스의 여러 단계에 대한 타이밍 정보를 제공합니다.
Resource Timing API: 이미지, 스크립트, 스타일시트와 같이 페이지에서 로드한 개별 리소스에 대한 타이밍 정보를 제공합니다. 이는 특히 기기 및 지역에 따라 다른 이미지 해상도를 제공할 때(예: 더 나은 압축을 위해 지원되는 브라우저에 WebP 이미지 제공) 어떤 자산이 로드 시간에 가장 많이 기여하는지 이해하는 데 매우 중요합니다.
User Timing API: 개발자가 사용자 정의 성능 메트릭을 정의하고 코드의 특정 지점을 표시하여 실행 시간을 측정할 수 있도록 합니다.
Paint Timing API: First Paint(FP) 및 First Contentful Paint(FCP)와 같이 화면에 콘텐츠를 렌더링하는 것과 관련된 메트릭을 제공합니다.
Largest Contentful Paint (LCP): 페이지가 처음 로드되기 시작한 시점을 기준으로 뷰포트 내에 보이는 가장 큰 이미지 또는 텍스트 블록의 렌더링 시간을 보고합니다. 이는 구글의 코어 웹 바이탈(Core Web Vitals)의 핵심 메트릭입니다.
First Input Delay (FID): 사용자가 페이지와 처음 상호작용(예: 링크 클릭, 버튼 탭 또는 자바스크립트 기반의 사용자 정의 컨트롤 사용)한 시점부터 브라우저가 해당 상호작용에 대한 이벤트 핸들러 처리를 실제로 시작할 수 있을 때까지의 시간을 측정합니다.
Cumulative Layout Shift (CLS): 페이지의 전체 수명 동안 발생하는 모든 예기치 않은 레이아웃 이동의 총합을 측정합니다.

Navigation Timing API로 페이지 로드 메트릭 수집하기

Navigation Timing API는 페이지 로드 프로세스에 대한 풍부한 정보를 제공합니다. 이 데이터에 접근하려면 자바스크립트에서 performance.timing 속성을 사용할 수 있습니다.

예제: Navigation Timing 데이터 수집

다음은 Navigation Timing 데이터를 수집하여 콘솔에 기록하는 방법의 예입니다:


if (window.performance && window.performance.timing) {
  const timing = window.performance.timing;
  console.log('Navigation Start:', timing.navigationStart);
  console.log('Fetch Start:', timing.fetchStart);
  console.log('Domain Lookup Start:', timing.domainLookupStart);
  console.log('Domain Lookup End:', timing.domainLookupEnd);
  console.log('Connect Start:', timing.connectStart);
  console.log('Connect End:', timing.connectEnd);
  console.log('Request Start:', timing.requestStart);
  console.log('Response Start:', timing.responseStart);
  console.log('Response End:', timing.responseEnd);
  console.log('DOM Loading:', timing.domLoading);
  console.log('DOM Interactive:', timing.domInteractive);
  console.log('DOM Complete:', timing.domComplete);
  console.log('Load Event Start:', timing.loadEventStart);
  console.log('Load Event End:', timing.loadEventEnd);
}

중요: performance.timing 객체는 PerformanceNavigationTiming 인터페이스를 위해 더 이상 사용되지 않습니다(deprecated). 최신 브라우저에서는 후자를 사용하는 것이 권장됩니다.

PerformanceNavigationTiming 사용하기


if (window.performance && window.performance.getEntriesByType) {
  const navigationEntries = performance.getEntriesByType('navigation');

  if (navigationEntries && navigationEntries.length > 0) {
    const navigationEntry = navigationEntries[0];

    console.log('Navigation Type:', navigationEntry.type); // e.g., 'navigate', 'reload', 'back_forward'
    console.log('Navigation Start:', navigationEntry.startTime);
    console.log('Fetch Start:', navigationEntry.fetchStart);
    console.log('Domain Lookup Start:', navigationEntry.domainLookupStart);
    console.log('Domain Lookup End:', navigationEntry.domainLookupEnd);
    console.log('Connect Start:', navigationEntry.connectStart);
    console.log('Connect End:', navigationEntry.connectEnd);
    console.log('Request Start:', navigationEntry.requestStart);
    console.log('Response Start:', navigationEntry.responseStart);
    console.log('Response End:', navigationEntry.responseEnd);
    console.log('DOM Interactive:', navigationEntry.domInteractive);
    console.log('DOM Complete:', navigationEntry.domComplete);
    console.log('Load Event Start:', navigationEntry.loadEventStart);
    console.log('Load Event End:', navigationEntry.loadEventEnd);
    console.log('Duration:', navigationEntry.duration);


    // Calculate Time to First Byte (TTFB)
    const ttfb = navigationEntry.responseStart - navigationEntry.requestStart;
    console.log('TTFB:', ttfb);

    // Calculate DOM Load Time
    const domLoadTime = navigationEntry.domComplete - navigationEntry.domLoading;
    console.log('DOM Load Time:', domLoadTime);

    // Calculate Page Load Time
    const pageLoadTime = navigationEntry.loadEventEnd - navigationEntry.startTime;
    console.log('Page Load Time:', pageLoadTime);
  }
}

Navigation Timing 메트릭 이해하기

다음은 Navigation Timing API에서 제공하는 몇 가지 주요 메트릭에 대한 설명입니다:

navigationStart: 문서로의 내비게이션이 시작되는 시간입니다.
fetchStart: 브라우저가 문서 가져오기를 시작하는 시간입니다.
domainLookupStart: 브라우저가 문서 도메인에 대한 DNS 조회를 시작하는 시간입니다.
domainLookupEnd: 브라우저가 문서 도메인에 대한 DNS 조회를 완료하는 시간입니다.
connectStart: 브라우저가 서버와의 연결 설정을 시작하는 시간입니다.
connectEnd: 브라우저가 서버와의 연결 설정을 완료하는 시간입니다. 여러 지역에서의 CDN 사용 영향을 고려하세요. 잘 구성된 CDN은 전 세계 사용자의 연결 시간을 크게 줄일 수 있습니다.
requestStart: 브라우저가 서버에 요청을 보내기 시작하는 시간입니다.
responseStart: 브라우저가 서버로부터 응답의 첫 바이트를 수신하는 시간입니다. 이는 최초 바이트까지의 시간(TTFB) 측정의 시작점입니다.
responseEnd: 브라우저가 서버로부터 응답의 마지막 바이트를 수신하는 시간입니다.
domLoading: 브라우저가 HTML 문서 파싱을 시작하는 시간입니다.
domInteractive: 브라우저가 HTML 문서 파싱을 완료하고 DOM이 준비된 시간입니다. 일부 리소스가 여전히 로드 중일 수 있지만 사용자는 페이지와 상호작용할 수 있습니다.
domComplete: 브라우저가 HTML 문서 파싱을 완료하고 모든 리소스(이미지, 스크립트 등) 로드가 완료된 시간입니다.
loadEventStart: load 이벤트가 시작되는 시간입니다.
loadEventEnd: load 이벤트가 완료되는 시간입니다. 이는 종종 페이지가 완전히 로드된 시점으로 간주됩니다.
duration: 내비게이션에 소요된 총 시간입니다. PerformanceNavigationTiming에서 사용할 수 있습니다.

최적화를 위한 페이지 로드 메트릭 분석

페이지 로드 메트릭을 수집했다면, 다음 단계는 이를 분석하여 최적화할 영역을 식별하는 것입니다. 다음은 몇 가지 핵심 전략입니다:

1. 병목 현상 식별

Navigation Timing 데이터를 검토하여 페이지 로드 프로세스에서 가장 오래 걸리는 단계를 정확히 찾아낼 수 있습니다. 예를 들어, domainLookupEnd - domainLookupStart가 높으면 DNS 확인 문제를 나타냅니다. responseEnd - responseStart가 높으면 서버 응답 시간이 느리거나 콘텐츠 크기가 크다는 것을 시사합니다.

예시: 남미 사용자의 connectEnd - connectStart가 북미 사용자보다 훨씬 높은 시나리오를 상상해보세요. 이는 남미 사용자와 더 가까운 접속 지점(PoP)을 가진 CDN이 필요함을 나타낼 수 있습니다.

2. 서버 응답 시간(TTFB) 최적화

최초 바이트까지의 시간(TTFB)은 브라우저가 서버로부터 데이터의 첫 바이트를 수신하는 데 걸리는 시간을 측정하는 중요한 메트릭입니다. 높은 TTFB는 전체 페이지 로드 시간에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.

TTFB 개선 전략:

서버 측 코드 최적화: 서버 측 코드의 효율성을 개선하여 HTML 응답 생성에 걸리는 시간을 줄입니다. 프로파일링 도구를 사용하여 느린 쿼리나 비효율적인 알고리즘을 식별하세요.
콘텐츠 전송 네트워크(CDN) 사용: CDN은 웹사이트 콘텐츠를 캐시하고 사용자에게 더 가까운 서버에서 제공하여 지연 시간을 줄이고 TTFB를 개선할 수 있습니다. 여러 지역의 사용자에게 서비스를 제공하기 위해 견고한 글로벌 네트워크를 갖춘 CDN을 고려하세요.
HTTP 캐싱 활성화: 브라우저가 정적 자산을 캐시할 수 있도록 서버가 적절한 HTTP 캐시 헤더를 보내도록 구성하세요. 이는 서버에 대한 요청 수를 크게 줄이고 후속 페이지 로드에 대한 TTFB를 개선할 수 있습니다. 브라우저 캐싱을 효과적으로 활용하세요.
데이터베이스 쿼리 최적화: 느린 데이터베이스 쿼리는 TTFB에 큰 영향을 줄 수 있습니다. 인덱스를 사용하고, 전체 테이블 스캔을 피하고, 자주 액세스하는 데이터를 캐싱하여 쿼리를 최적화하세요.
더 빠른 웹 호스트 사용: 현재 웹 호스트가 느리다면 더 빠른 호스트로 전환하는 것을 고려하세요.

3. 리소스 로딩 최적화

Resource Timing API는 이미지, 스크립트, 스타일시트와 같은 개별 리소스의 로딩 시간에 대한 상세한 정보를 제공합니다. 이 데이터를 사용하여 로드하는 데 오랜 시간이 걸리는 리소스를 식별하고 최적화하세요.

리소스 로딩 최적화 전략:

이미지 압축: 이미지 최적화 도구를 사용하여 품질 저하 없이 이미지를 압축하세요. JPEG 및 PNG보다 더 나은 압축을 제공하는 WebP와 같은 최신 이미지 형식을 사용하는 것을 고려하세요. <picture> 요소나 반응형 이미지 기술을 사용하여 사용자의 기기와 화면 크기에 따라 다른 이미지 해상도를 제공하세요.
CSS 및 자바스크립트 최소화: CSS 및 자바스크립트 파일에서 불필요한 문자 및 공백을 제거하여 크기를 줄입니다.
CSS 및 자바스크립트 파일 번들링: 여러 CSS 및 자바스크립트 파일을 더 적은 수의 파일로 결합하여 HTTP 요청 수를 줄입니다. 번들링을 위해 Webpack, Parcel 또는 Rollup과 같은 도구를 사용하세요.
중요하지 않은 리소스 로딩 지연: 지연 로딩(lazy loading)과 같은 기술을 사용하여 중요하지 않은 리소스(예: 스크롤해야 보이는 이미지)를 비동기적으로 로드하세요.
정적 자산에 CDN 사용: 정적 자산(이미지, CSS, 자바스크립트)을 CDN에서 제공하여 로딩 시간을 개선하세요.
중요 리소스 우선순위 지정: <link rel="preload">를 사용하여 CSS 및 글꼴과 같은 중요 리소스의 로딩 우선순위를 지정하여 페이지의 초기 렌더링을 개선하세요.

4. 렌더링 최적화

웹사이트가 렌더링되는 방식을 최적화하여 사용자 경험을 개선하세요. 주요 메트릭에는 First Paint(FP), First Contentful Paint(FCP), Largest Contentful Paint(LCP)가 포함됩니다.

렌더링 최적화 전략:

CSS 전달 최적화: 렌더링 차단을 방지하는 방식으로 CSS를 전달하세요. 크리티컬 CSS와 같은 기술을 사용하여 초기 뷰포트에 필요한 CSS를 인라인으로 삽입하고 나머지 CSS는 비동기적으로 로드하세요.
장기 실행 자바스크립트 방지: 장기 실행 자바스크립트 작업을 더 작은 청크로 분할하여 메인 스레드 차단을 방지하세요.
웹 워커 사용: 계산 집약적인 작업을 웹 워커로 이동하여 메인 스레드 차단을 방지하세요.
자바스크립트 실행 최적화: 효율적인 자바스크립트 코드를 사용하고 불필요한 DOM 조작을 피하세요. React, Vue, Angular와 같은 가상 DOM 라이브러리는 DOM 업데이트를 최적화하는 데 도움이 될 수 있습니다.
레이아웃 이동 줄이기: 예기치 않은 레이아웃 이동을 최소화하여 시각적 안정성을 향상시키세요. 페이지가 로드될 때 콘텐츠가 이동하는 것을 방지하기 위해 이미지와 광고 공간을 미리 확보하세요. 누적 레이아웃 이동(CLS) 메트릭을 사용하여 레이아웃 이동이 발생하는 영역을 식별하세요.
글꼴 최적화: 웹 글꼴을 미리 로드하고, 보이지 않는 텍스트를 피하기 위해 font-display: swap;을 사용하고, 글꼴 파일 크기를 줄이기 위해 글꼴 서브셋을 사용하여 효율적으로 사용하세요. 적절한 경우 시스템 글꼴 사용을 고려하세요.

5. 지속적인 성능 모니터링

웹사이트 성능은 일회성 수정이 아닙니다. 새로운 병목 현상이 발생할 때 이를 식별하고 해결하기 위해 지속적으로 성능을 모니터링하는 것이 중요합니다. 성능 모니터링 도구를 사용하여 시간 경과에 따른 주요 메트릭을 추적하고 성능이 저하될 때 알림을 설정하세요. Google PageSpeed Insights, WebPageTest, Lighthouse와 같은 도구를 사용하여 웹사이트 성능을 정기적으로 감사하세요. 실제 사용자의 성능 데이터를 수집하기 위해 실제 사용자 모니터링(RUM) 구현을 고려하세요.

사용자 정의 메트릭을 위한 User Timing API 활용

User Timing API를 사용하면 사용자 정의 성능 메트릭을 정의하고 특정 코드 섹션이 실행되는 데 걸리는 시간을 측정할 수 있습니다. 이는 사용자 정의 구성 요소나 특정 사용자 상호작용의 성능을 추적하는 데 유용할 수 있습니다.

예제: 사용자 정의 메트릭 측정


// 측정 시작
performance.mark('start-custom-metric');

// 일부 작업 수행
// ... 여기에 코드 ...

// 측정 종료
performance.mark('end-custom-metric');

// 지속 시간 계산
performance.measure('custom-metric', 'start-custom-metric', 'end-custom-metric');

// 측정값 가져오기
const measures = performance.getEntriesByType('measure');
if (measures && measures.length > 0) {
  const customMetric = measures[0];
  console.log('Custom Metric Duration:', customMetric.duration);
}

글로벌 성능 통찰력을 위한 실제 사용자 모니터링(RUM)

합성 테스트(예: Lighthouse 사용)는 귀중한 통찰력을 제공하지만, 실제 사용자 모니터링(RUM)은 다양한 위치와 다양한 네트워크 조건 하에서 실제 사용자에게 웹사이트가 어떻게 작동하는지에 대한 더 정확한 그림을 제공합니다. RUM은 사용자의 브라우저에서 직접 성능 데이터를 수집하고 페이지 로드 시간, TTFB 및 오류율과 같은 주요 메트릭에 대한 통찰력을 제공합니다. 지리, 기기, 브라우저 및 네트워크 유형별로 데이터를 분할하여 특정 사용자 세그먼트에 특정한 성능 문제를 식별할 수 있는 RUM 도구를 사용하는 것을 고려하세요.

글로벌 RUM 구현 시 고려 사항:

데이터 프라이버시: 사용자 데이터를 수집할 때 GDPR 및 CCPA와 같은 데이터 프라이버시 규정을 준수해야 합니다. 가능한 경우 민감한 데이터를 익명화하거나 가명 처리하세요.
샘플링: 수집되는 데이터의 양을 줄이고 사용자 성능에 미치는 영향을 최소화하기 위해 샘플링 사용을 고려하세요.
지리적 세분화: RUM 데이터를 지리적 지역별로 세분화하여 특정 위치에 특정한 성능 문제를 식별하세요.
네트워크 조건: 다양한 네트워크 유형(예: 3G, 4G, Wi-Fi)에 걸친 성능을 추적하여 네트워크 조건이 사용자 경험에 미치는 영향을 이해하세요.

올바른 도구 선택하기

페이지 로드 메트릭을 수집하고 분석하는 데 도움이 되는 여러 도구가 있습니다. 몇 가지 인기 있는 옵션은 다음과 같습니다:

Google PageSpeed Insights: 웹사이트 성능을 분석하고 개선을 위한 권장 사항을 제공하는 무료 도구입니다.
WebPageTest: 다양한 위치와 브라우저에서 웹사이트 성능을 테스트할 수 있는 무료 도구입니다.
Lighthouse: 웹사이트의 성능, 접근성 및 SEO를 감사하는 오픈 소스 도구입니다. Chrome DevTools에 통합되어 있습니다.
New Relic: 웹사이트 성능에 대한 실시간 통찰력을 제공하는 포괄적인 모니터링 플랫폼입니다.
Datadog: 실제 사용자 모니터링 및 합성 테스트 기능을 제공하는 모니터링 및 분석 플랫폼입니다.
Sentry: 성능 문제를 식별하고 수정하는 데 도움이 되는 오류 추적 및 성능 모니터링 플랫폼입니다.

결론

프론트엔드 성능 최적화는 지속적인 모니터링, 분석 및 최적화가 필요한 지속적인 프로세스입니다. 프론트엔드 성능 API 및 기타 도구를 활용하여 웹사이트 성능에 대한 귀중한 통찰력을 얻고 개선할 영역을 식별할 수 있습니다. 청중의 글로벌한 특성을 고려하고 다양한 위치와 다양한 네트워크 조건의 사용자를 위해 최적화하는 것을 잊지 마세요. 사용자 경험에 중점을 두고 지속적으로 성능을 모니터링함으로써 전 세계 어디에 있든 모든 사용자에게 빠르고 반응이 빠른 경험을 제공하는 웹사이트를 보장할 수 있습니다. 이러한 전략을 구현하면 글로벌 사용자를 위한 더 빠르고, 더 매력적이며, 더 성공적인 웹사이트를 만드는 데 도움이 될 것입니다.