JavaScript 모듈 트리 쉐이킹: 최적화된 성능을 위한 데드 코드 제거

웹 개발 환경이 끊임없이 진화하는 가운데 성능은 매우 중요합니다. 사용자는 빠른 로딩 시간과 원활한 경험을 기대합니다. 이를 달성하기 위한 중요한 기술 중 하나는 JavaScript 모듈 트리 쉐이킹(데드 코드 제거라고도 함)입니다. 이 프로세스는 코드베이스를 분석하고 사용되지 않는 코드를 제거하여 번들 크기를 줄이고 성능을 향상시킵니다.

트리 쉐이킹이란 무엇입니까?

트리 쉐이킹은 JavaScript 애플리케이션의 모듈 간의 import 및 export 관계를 추적하여 작동하는 데드 코드 제거의 한 형태입니다. 실제로 사용되지 않는 코드를 식별하여 최종 번들에서 제거합니다. "트리 쉐이킹"이라는 용어는 나무를 흔들어 죽은 잎(사용되지 않는 코드)을 제거하는 비유에서 유래되었습니다.

단일 파일 내에서 사용되지 않는 함수를 제거하는 것과 같이 낮은 수준에서 작동하는 기존의 데드 코드 제거 기술과 달리 트리 쉐이킹은 모듈 종속성을 통해 전체 애플리케이션의 구조를 이해합니다. 이를 통해 애플리케이션의 어디에서도 사용되지 않는 전체 모듈 또는 특정 exports를 식별하고 제거할 수 있습니다.

트리 쉐이킹이 중요한 이유는 무엇입니까?

트리 쉐이킹은 현대 웹 개발에 여러 가지 주요 이점을 제공합니다.

• 번들 크기 감소: 트리 쉐이킹은 사용되지 않는 코드를 제거하여 JavaScript 번들의 크기를 크게 줄입니다. 더 작은 번들은 특히 느린 네트워크 연결에서 다운로드 시간을 단축합니다.
• 성능 향상: 번들이 작을수록 브라우저가 파싱하고 실행해야 하는 코드가 줄어들어 페이지 로드 시간이 빨라지고 사용자 경험이 더욱 반응적으로 변합니다.
• 더 나은 코드 구성: 트리 쉐이킹은 개발자가 모듈화되고 잘 구성된 코드를 작성하도록 장려하여 유지 관리 및 이해가 더 쉬워집니다.
• 향상된 사용자 경험: 더 빠른 로딩 시간과 향상된 성능은 전반적인 사용자 경험을 개선하여 참여도와 만족도를 높입니다.

트리 쉐이킹 작동 방식

트리 쉐이킹의 효과는 ES Modules (ECMAScript Modules)의 사용에 크게 의존합니다. ES Modules는 import 및 export 구문을 사용하여 모듈 간의 종속성을 정의합니다. 이러한 명시적인 종속성 선언을 통해 모듈 번들러는 코드 흐름을 정확하게 추적하고 사용되지 않는 코드를 식별할 수 있습니다.

트리 쉐이킹이 일반적으로 작동하는 방식에 대한 간단한 분석은 다음과 같습니다.

1. 종속성 분석: 모듈 번들러(예: Webpack, Rollup, Parcel)는 코드베이스의 import 및 export 문을 분석하여 종속성 그래프를 빌드합니다. 이 그래프는 서로 다른 모듈 간의 관계를 나타냅니다.
2. 코드 추적: 번들러는 애플리케이션의 진입점에서 시작하여 실제로 사용되는 모듈 및 exports를 추적합니다. import 체인을 따라 어떤 코드가 도달 가능한지, 어떤 코드가 그렇지 않은지 확인합니다.
3. 데드 코드 식별: 진입점에서 도달할 수 없는 모듈 또는 exports는 데드 코드로 간주됩니다.
4. 코드 제거: 번들러는 최종 번들에서 데드 코드를 제거합니다.

예제: 기본 트리 쉐이킹

다음과 같은 두 개의 모듈 예제를 고려하십시오.

모듈 `math.js`:

export function add(a, b) {
  return a + b;
}

export function subtract(a, b) {
  return a - b;
}

모듈 `app.js`:

import { add } from './math.js';

const result = add(5, 3);
console.log(result);

이 예제에서 `math.js`의 `subtract` 함수는 `app.js`에서 사용되지 않습니다. 트리 쉐이킹이 활성화되면 모듈 번들러는 최종 번들에서 `subtract` 함수를 제거하여 더 작고 최적화된 출력을 생성합니다.

일반적인 모듈 번들러 및 트리 쉐이킹

여러 인기 있는 모듈 번들러가 트리 쉐이킹을 지원합니다. 가장 일반적인 것들을 살펴보겠습니다.

Webpack

Webpack은 강력하고 구성 가능한 모듈 번들러입니다. Webpack에서 트리 쉐이킹을 하려면 ES Modules를 사용하고 최적화 기능을 활성화해야 합니다.

구성:

Webpack에서 트리 쉐이킹을 활성화하려면 다음을 수행해야 합니다.

• ES Modules(import 및 export)를 사용합니다.
• Webpack 구성에서 mode를 production으로 설정합니다. 이렇게 하면 트리 쉐이킹을 포함한 다양한 최적화가 활성화됩니다.
• 코드가 트리 쉐이킹을 방지하는 방식으로 트랜스파일되지 않았는지 확인합니다(예: CommonJS 모듈 사용).

다음은 기본 Webpack 구성 예제입니다.

module.exports = {
  mode: 'production',
  entry: './src/index.js',
  output: {
    filename: 'bundle.js',
    path: path.resolve(__dirname, 'dist'),
  },
};

예제:

여러 함수가 있는 라이브러리를 고려하되 애플리케이션에서 하나만 사용합니다. 프로덕션용으로 구성된 Webpack은 자동으로 사용되지 않는 함수를 제거하여 최종 번들 크기를 줄입니다.

Rollup

Rollup은 JavaScript 라이브러리를 만들기 위해 특별히 설계된 모듈 번들러입니다. 트리 쉐이킹에 뛰어나고 고도로 최적화된 번들을 생성합니다.

구성:

Rollup은 ES Modules를 사용할 때 자동으로 트리 쉐이킹을 수행합니다. 일반적으로 활성화하기 위해 특별히 구성할 필요가 없습니다.

다음은 기본 Rollup 구성 예제입니다.

export default {
  input: 'src/index.js',
  output: {
    file: 'dist/bundle.js',
    format: 'es',
  },
};

예제:

Rollup의 강점은 최적화된 라이브러리를 만드는 데 있습니다. 컴포넌트 라이브러리를 빌드하는 경우 Rollup은 소비자 애플리케이션에서 사용되는 컴포넌트만 최종 번들에 포함되도록 합니다.

Parcel

Parcel은 사용하기 쉽고 빠르도록 설계된 제로 구성 모듈 번들러입니다. 특정 구성을 요구하지 않고 자동으로 트리 쉐이킹을 수행합니다.

구성:

Parcel은 자동으로 트리 쉐이킹을 처리합니다. 단순히 진입점을 가리키면 나머지는 알아서 처리합니다.

예제:

Parcel은 빠른 프로토타입 제작 및 소규모 프로젝트에 적합합니다. 자동 트리 쉐이킹은 최소한의 구성으로도 번들이 최적화되도록 합니다.

효과적인 트리 쉐이킹을 위한 모범 사례

모듈 번들러가 자동으로 트리 쉐이킹을 수행할 수 있지만 효과를 극대화하기 위해 따를 수 있는 몇 가지 모범 사례가 있습니다.

• ES Modules 사용: 앞에서 언급했듯이 트리 쉐이킹은 ES Modules의 import 및 export 구문에 의존합니다. 트리 쉐이킹을 활용하려면 CommonJS 모듈(require)을 사용하지 마십시오.
• 부작용 방지: 부작용은 함수의 범위를 벗어나는 것을 수정하는 작업입니다. 예로는 전역 변수 수정 또는 API 호출이 있습니다. 부작용이 있으면 번들러가 함수가 부작용이 있는 경우 실제로 사용되지 않는지 여부를 판단할 수 없기 때문에 트리 쉐이킹이 방지될 수 있습니다.
• 순수 함수 작성: 순수 함수는 동일한 입력에 대해 항상 동일한 출력을 반환하고 부작용이 없는 함수입니다. 순수 함수는 번들러가 분석하고 최적화하기가 더 쉽습니다.
• 전역 범위 최소화: 전역 범위에서 변수와 함수를 정의하지 마십시오. 이렇게 하면 번들러가 종속성을 추적하고 사용되지 않는 코드를 식별하기가 더 어려워집니다.
• 린터 사용: 린터는 사용되지 않는 변수 또는 부작용과 같이 트리 쉐이킹을 방지할 수 있는 잠재적인 문제를 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다. ESLint와 같은 도구는 트리 쉐이킹에 대한 모범 사례를 적용하기 위한 규칙으로 구성할 수 있습니다.
• 코드 분할: 트리 쉐이킹을 코드 분할과 결합하여 애플리케이션 성능을 더욱 최적화하십시오. 코드 분할은 애플리케이션을 필요에 따라 로드할 수 있는 더 작은 청크로 나누어 초기 로드 시간을 줄입니다.
• 번들 분석: Webpack Bundle Analyzer와 같은 도구를 사용하여 번들 내용을 시각화하고 최적화할 영역을 식별합니다. 이를 통해 트리 쉐이킹이 작동하는 방식을 이해하고 잠재적인 문제를 식별할 수 있습니다.

예제: 부작용 방지

다음은 부작용이 트리 쉐이킹을 방지하는 방법을 보여주는 예제입니다.

모듈 `utility.js`:

let counter = 0;

export function increment() {
  counter++;
  console.log('Counter incremented:', counter);
}

export function getValue() {
  return counter;
}

모듈 `app.js`:

//import { increment } from './utility.js';

console.log('App started');

`increment`가 `app.js`에서 주석 처리되어 있더라도(즉, 직접 사용되지 않음) `increment` 함수가 전역 `counter` 변수(부작용)를 수정하기 때문에 번들러는 여전히 최종 번들에 `utility.js`를 포함할 수 있습니다. 이 시나리오에서 트리 쉐이킹을 활성화하려면 전역 변수를 수정하는 대신 증가된 값을 반환하는 등의 방식으로 부작용을 피하도록 코드를 리팩터링하십시오.

일반적인 함정 및 방지 방법

트리 쉐이킹은 강력한 기술이지만 효과적으로 작동하지 못하게 하는 몇 가지 일반적인 함정이 있습니다.

• CommonJS 모듈 사용: 앞에서 언급했듯이 트리 쉐이킹은 ES Modules에 의존합니다. CommonJS 모듈(require)을 사용하는 경우 트리 쉐이킹이 작동하지 않습니다. 트리 쉐이킹을 활용하려면 코드를 ES Modules로 변환하십시오.
• 잘못된 모듈 구성: 모듈 번들러가 트리 쉐이킹에 적합하게 구성되었는지 확인하십시오. 여기에는 Webpack에서 mode를 production으로 설정하거나 Rollup 또는 Parcel에 대한 올바른 구성을 사용하는 것이 포함될 수 있습니다.
• 트리 쉐이킹을 방지하는 트랜스파일러 사용: 일부 트랜스파일러는 ES Modules를 CommonJS 모듈로 변환하여 트리 쉐이킹을 방지할 수 있습니다. 트랜스파일러가 ES Modules를 보존하도록 구성되었는지 확인하십시오.
• 적절한 처리 없이 동적 import에 의존: 동적 import(import())는 코드 분할에 유용할 수 있지만 번들러가 어떤 코드가 사용되는지 판단하기가 더 어려워질 수도 있습니다. 동적 import를 올바르게 처리하고 번들러가 트리 쉐이킹을 활성화하기에 충분한 정보를 제공하는지 확인하십시오.
• 개발 전용 코드의 실수로 인한 포함: 때로는 로깅 문, 디버깅 도구와 같은 개발 전용 코드가 실수로 프로덕션 번들에 포함되어 크기가 커질 수 있습니다. 전처리기 지시문 또는 환경 변수를 사용하여 프로덕션 빌드에서 개발 전용 코드를 제거하십시오.

예제: 잘못된 트랜스파일

Babel을 사용하여 코드를 트랜스파일하는 시나리오를 고려하십시오. Babel 구성에 ES Modules를 CommonJS 모듈로 변환하는 플러그인 또는 프리셋이 포함되어 있으면 트리 쉐이킹이 비활성화됩니다. 번들러가 트리 쉐이킹을 효과적으로 수행할 수 있도록 Babel 구성이 ES Modules를 보존하는지 확인해야 합니다.

트리 쉐이킹과 코드 분할: 강력한 조합

트리 쉐이킹과 코드 분할을 결합하면 애플리케이션 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다. 코드 분할에는 애플리케이션을 필요에 따라 로드할 수 있는 더 작은 청크로 나누는 것이 포함됩니다. 이렇게 하면 초기 로드 시간이 줄어들고 사용자 경험이 향상됩니다.

함께 사용하면 트리 쉐이킹과 코드 분할은 다음과 같은 이점을 제공할 수 있습니다.

• 초기 로드 시간 감소: 코드 분할을 사용하면 초기 보기에 필요한 코드만 로드하여 초기 로드 시간을 줄일 수 있습니다.
• 성능 향상: 트리 쉐이킹은 각 코드 청크에 실제로 사용되는 코드만 포함되도록 하여 번들 크기를 더욱 줄이고 성능을 향상시킵니다.
• 더 나은 사용자 경험: 더 빠른 로딩 시간과 향상된 성능은 전반적인 사용자 경험을 개선합니다.

Webpack 및 Parcel과 같은 모듈 번들러는 코드 분할에 대한 기본 제공 지원을 제공합니다. 동적 import 및 경로 기반 코드 분할과 같은 기술을 사용하여 애플리케이션을 더 작은 청크로 나눌 수 있습니다.

고급 트리 쉐이킹 기술

트리 쉐이킹의 기본 원칙 외에도 번들을 더욱 최적화하는 데 사용할 수 있는 몇 가지 고급 기술이 있습니다.

• 스코프 호이스팅: 스코프 호이스팅(모듈 연결이라고도 함)은 여러 모듈을 단일 스코프로 결합하여 함수 호출의 오버헤드를 줄이고 성능을 향상시키는 기술입니다.
• 데드 코드 삽입: 데드 코드 삽입에는 트리 쉐이킹의 효과를 테스트하기 위해 애플리케이션에 사용되지 않는 코드를 삽입하는 것이 포함됩니다. 이렇게 하면 트리 쉐이킹이 예상대로 작동하지 않는 영역을 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다.
• 사용자 지정 트리 쉐이킹 플러그인: 모듈 번들러용 사용자 지정 트리 쉐이킹 플러그인을 만들어 특정 시나리오를 처리하거나 기본 트리 쉐이킹 알고리즘에서 지원하지 않는 방식으로 코드를 최적화할 수 있습니다.
• `package.json`에서 `sideEffects` 플래그 사용: `package.json` 파일의 `sideEffects` 플래그를 사용하여 라이브러리에서 어떤 파일에 부작용이 있는지 번들러에 알릴 수 있습니다. 이렇게 하면 가져왔지만 사용하지 않더라도 부작용이 없는 파일을 번들러가 안전하게 제거할 수 있습니다. 이는 CSS 파일 또는 부작용이 있는 기타 자산을 포함하는 라이브러리에 특히 유용합니다.

트리 쉐이킹 효과 분석

트리 쉐이킹이 예상대로 작동하는지 확인하려면 효과를 분석하는 것이 중요합니다. 여러 도구를 사용하면 번들을 분석하고 최적화할 영역을 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다.

• Webpack Bundle Analyzer: 이 도구는 번들 내용을 시각적으로 표현하여 어떤 모듈이 가장 많은 공간을 차지하고 사용되지 않는 코드를 식별하는 데 도움이 됩니다.
• Source Map Explorer: 이 도구는 소스 맵을 분석하여 번들 크기에 영향을 미치는 원래 소스 코드를 식별합니다.
• 번들 크기 비교 도구: 이러한 도구를 사용하면 트리 쉐이킹 전후에 번들 크기를 비교하여 얼마나 많은 공간이 절약되었는지 확인할 수 있습니다.

번들을 분석하면 잠재적인 문제를 식별하고 최적의 결과를 얻기 위해 트리 쉐이킹 구성을 미세 조정할 수 있습니다.

다양한 JavaScript 프레임워크에서 트리 쉐이킹

트리 쉐이킹의 구현 및 효과는 사용 중인 JavaScript 프레임워크에 따라 다를 수 있습니다. 다음은 일부 인기 있는 프레임워크에서 트리 쉐이킹이 작동하는 방식에 대한 간략한 개요입니다.

React

React는 트리 쉐이킹을 위해 Webpack 또는 Parcel과 같은 모듈 번들러에 의존합니다. ES Modules를 사용하고 번들러를 올바르게 구성하면 React 컴포넌트 및 종속성을 효과적으로 트리 쉐이킹할 수 있습니다.

Angular

Angular의 빌드 프로세스에는 기본적으로 트리 쉐이킹이 포함됩니다. Angular CLI는 Terser JavaScript 파서 및 망글러를 사용하여 애플리케이션에서 사용되지 않는 코드를 제거합니다.

Vue.js

Vue.js도 트리 쉐이킹을 위해 모듈 번들러에 의존합니다. ES Modules를 사용하고 번들러를 적절하게 구성하면 Vue 컴포넌트 및 종속성을 트리 쉐이킹할 수 있습니다.

트리 쉐이킹의 미래

트리 쉐이킹은 끊임없이 진화하는 기술입니다. JavaScript가 진화하고 새로운 모듈 번들러 및 빌드 도구가 등장함에 따라 트리 쉐이킹 알고리즘 및 기술이 더욱 개선될 것으로 예상할 수 있습니다.

트리 쉐이킹의 잠재적인 미래 트렌드는 다음과 같습니다.

• 향상된 정적 분석: 보다 정교한 정적 분석 기술을 통해 번들러는 더 많은 데드 코드를 식별하고 제거할 수 있습니다.
• 동적 트리 쉐이킹: 동적 트리 쉐이킹을 통해 번들러는 사용자 상호 작용 및 애플리케이션 상태에 따라 런타임에 코드를 제거할 수 있습니다.
• AI/ML과의 통합: AI 및 머신 러닝을 사용하여 코드 패턴을 분석하고 사용되지 않을 가능성이 높은 코드를 예측하여 트리 쉐이킹 효과를 더욱 개선할 수 있습니다.

결론

JavaScript 모듈 트리 쉐이킹은 웹 애플리케이션 성능을 최적화하는 데 중요한 기술입니다. 데드 코드를 제거하고 번들 크기를 줄임으로써 트리 쉐이킹은 로딩 시간을 크게 개선하고 사용자 경험을 향상시킬 수 있습니다. 트리 쉐이킹의 원칙을 이해하고, 모범 사례를 따르고, 올바른 도구를 사용하면 애플리케이션이 최대한 효율적이고 성능이 뛰어나도록 할 수 있습니다.

ES Modules를 사용하고, 부작용을 피하고, 정기적으로 번들을 분석하여 트리 쉐이킹의 이점을 극대화하십시오. 웹 개발이 계속 진화함에 따라 트리 쉐이킹은 고성능 웹 애플리케이션을 구축하는 데 필수적인 도구로 남을 것입니다.

이 가이드에서는 트리 쉐이킹에 대한 포괄적인 개요를 제공하지만 특정 모듈 번들러 및 JavaScript 프레임워크의 설명서를 참조하여 자세한 정보 및 구성 지침을 확인하십시오. 즐거운 코딩 되세요!