자바스크립트 성능 저하: 자동화된 테스트 및 모니터링

오늘날 빠르게 변화하는 디지털 환경에서 웹사이트 성능은 매우 중요합니다. 로딩이 느리거나 응답이 없는 웹사이트는 사용자에게 불만을 안겨주고, 장바구니를 포기하게 하며, 궁극적으로는 수익 손실로 이어질 수 있습니다. 현대 웹 애플리케이션의 핵심 구성 요소인 자바스크립트는 종종 전반적인 성능을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 그러나 코드베이스가 발전하고 새로운 기능이 추가됨에 따라 성능 저하(performance regressions)를 유발할 위험이 커집니다. 성능 저하란 애플리케이션의 속도, 효율성 또는 리소스 소비에 부정적인 영향을 미치는 변경을 의미합니다.

이 글에서는 자동화된 테스트와 지속적인 모니터링을 통해 자바스크립트 성능 저하를 사전에 방지하는 방법을 살펴봅니다. 웹 애플리케이션의 성능을 유지하여 전 세계 사용자에게 우수한 사용자 경험을 제공하기 위한 다양한 도구와 기술을 다룰 것입니다.

자바스크립트 성능 저하 이해하기

자바스크립트 성능 저하는 다음과 같은 여러 방식으로 나타날 수 있습니다:

• 페이지 로드 시간 증가: 페이지가 완전히 로드되어 상호작용 가능해지기까지 걸리는 시간입니다. 사용자는 지리적 위치나 인터넷 연결 속도에 관계없이 웹사이트가 빠르게 로드되기를 기대하기 때문에 이는 매우 중요한 지표입니다.
• 느린 렌더링: 화면에 콘텐츠를 표시하는 데 지연이 발생하여 느리다는 인식을 줍니다. 이는 동적 콘텐츠가 있는 복잡한 웹 애플리케이션에서 특히 두드러질 수 있습니다.
• 메모리 누수: 사용하지 않는 메모리가 점차 누적되어 결국 애플리케이션이 느려지거나 충돌하는 현상입니다. 이는 특히 오래 실행되는 애플리케이션이나 단일 페이지 애플리케이션(SPA)에서 문제가 됩니다.
• CPU 사용량 증가: 과도한 CPU 소비로 모바일 기기의 배터리 수명을 단축시키고 서버 비용에 영향을 줍니다. 비효율적인 자바스크립트 코드가 이에 대한 주요 원인이 될 수 있습니다.
• 끊기는 애니메이션: 뚝뚝 끊기거나 부드럽지 않은 애니메이션으로 좋지 않은 사용자 경험을 만듭니다. 이는 종종 비효율적인 렌더링이나 과도한 DOM 조작으로 인해 발생합니다.

이러한 문제들은 다음과 같은 다양한 원인으로 발생할 수 있습니다:

• 새로운 코드: 비효율적인 알고리즘이나 최적화되지 않은 코드를 도입하는 경우.
• 라이브러리 업데이트: 성능 버그가 있거나 호환성이 깨지는 변경 사항을 포함하는 서드파티 라이브러리를 업그레이드하는 경우.
• 설정 변경: 의도치 않게 성능에 영향을 미치는 서버 구성이나 빌드 프로세스를 수정하는 경우.
• 데이터 변경: 애플리케이션의 리소스에 부담을 주는 더 크거나 복잡한 데이터 세트로 작업하는 경우. 예를 들어, 최적화되지 않은 데이터베이스 쿼리가 프론트엔드에 표시할 거대한 데이터 세트로 응답하는 경우입니다.

자동화된 테스트의 중요성

자동화된 테스트는 개발 수명 주기 초기에 성능 저하를 감지하는 데 중요한 역할을 합니다. 성능 테스트를 지속적인 통합(CI) 파이프라인에 통합함으로써, 프로덕션에 도달하기 전에 성능 문제를 자동으로 식별하고 해결할 수 있습니다.

자동화된 성능 테스트의 주요 이점은 다음과 같습니다:

• 조기 발견: 사용자에게 영향을 미치기 전에 성능 저하를 식별합니다.
• 효율성 증가: 테스트 프로세스를 자동화하여 시간과 리소스를 절약합니다.
• 코드 품질 향상: 개발자들이 더 성능 좋은 코드를 작성하도록 장려합니다.
• 위험 감소: 성능이 저하된 코드를 프로덕션에 배포할 위험을 최소화합니다.
• 일관된 결과: 시간이 지남에 따라 표준화되고 재현 가능한 성능 측정치를 제공합니다.

자동화된 성능 테스트의 종류

자바스크립트 코드의 성능 저하를 감지하는 데 도움이 되는 여러 유형의 자동화된 테스트가 있습니다:

1. 단위 테스트

단위 테스트는 개별 함수나 컴포넌트를 격리하여 테스트하는 데 중점을 둡니다. 주로 기능 테스트에 사용되지만, 중요한 코드 경로의 실행 시간을 측정하는 데에도 적용할 수 있습니다.

예시 (Jest 사용):

            
describe('Expensive function', () => {
  it('should execute within the performance budget', () => {
    const start = performance.now();
    expensiveFunction(); // Replace with your actual function
    const end = performance.now();
    const executionTime = end - start;

    expect(executionTime).toBeLessThan(100); // Assert that the execution time is less than 100ms
  });
});

            

              
                Copy
              
            
          

설명: 이 예제는 performance.now() API를 사용하여 함수의 실행 시간을 측정합니다. 그런 다음 실행 시간이 미리 정의된 예산(예: 100ms) 내에 있는지 확인합니다. 함수 실행 시간이 예상보다 길어지면 테스트가 실패하여 잠재적인 성능 저하를 나타냅니다.

2. 통합 테스트

통합 테스트는 애플리케이션의 여러 부분 간의 상호 작용을 검증합니다. 이 테스트는 여러 컴포넌트가 함께 작동할 때 발생하는 성능 병목 현상을 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다.

예시 (Cypress 사용):

            
describe('User registration flow', () => {
  it('should complete registration within the performance budget', () => {
    cy.visit('/register');
    cy.get('#name').type('John Doe');
    cy.get('#email').type('john.doe@example.com');
    cy.get('#password').type('password123');
    cy.get('#submit').click();

    cy.window().then((win) => {
      const start = win.performance.timing.navigationStart;
      cy.url().should('include', '/dashboard').then(() => {
        const end = win.performance.timing.loadEventEnd;
        const loadTime = end - start;
        expect(loadTime).toBeLessThan(2000); // Assert that the page load time is less than 2 seconds
      });
    });
  });
});

            

              
                Copy
              
            
          

설명: 이 예제는 Cypress를 사용하여 사용자 등록 흐름을 시뮬레이션합니다. 등록 프로세스가 완료되는 데 걸리는 시간을 측정하고 페이지 로드 시간이 미리 정의된 예산(예: 2초) 내에 있는지 확인합니다. 이를 통해 전체 등록 프로세스의 성능이 유지되도록 보장합니다.

3. 엔드 투 엔드 테스트

엔드 투 엔드(E2E) 테스트는 애플리케이션과의 실제 사용자 상호 작용을 시뮬레이션하여 시작부터 끝까지 전체 사용자 흐름을 다룹니다. 이 테스트는 전반적인 사용자 경험에 영향을 미치는 성능 문제를 식별하는 데 매우 중요합니다. Selenium, Cypress 또는 Playwright와 같은 도구를 사용하면 이러한 자동화된 테스트를 만들 수 있습니다.

4. 성능 프로파일링 테스트

성능 프로파일링 테스트는 프로파일링 도구를 사용하여 다양한 조건에서 애플리케이션의 성능 특성을 분석하는 것을 포함합니다. 이는 성능 병목 현상을 식별하고 더 나은 성능을 위해 코드를 최적화하는 데 도움이 될 수 있습니다. Chrome DevTools, Lighthouse, WebPageTest와 같은 도구는 애플리케이션의 성능에 대한 귀중한 통찰력을 제공합니다.

예시 (Lighthouse CLI 사용):

            
lighthouse https://www.example.com --output json --output-path report.json

            

              
                Copy
              
            
          

설명: 이 명령어는 지정된 URL에서 Lighthouse를 실행하고 성능 지표가 포함된 JSON 보고서를 생성합니다. 그런 다음 이 보고서를 CI 파이프라인에 통합하여 성능 저하를 자동으로 감지할 수 있습니다. 성능 점수 임계값을 기준으로 빌드를 실패하도록 Lighthouse를 구성할 수 있습니다.

자동화된 성능 테스트 설정하기

프로젝트에 자동화된 성능 테스트를 설정하는 단계별 가이드는 다음과 같습니다:

1. 올바른 도구 선택: 프로젝트의 요구 사항 및 기술 스택에 맞는 테스트 프레임워크와 성능 프로파일링 도구를 선택합니다. 예로는 Jest, Mocha, Cypress, Selenium, Playwright, Lighthouse, WebPageTest가 있습니다.
2. 성능 예산 정의: 애플리케이션의 여러 부분에 대해 명확한 성능 목표를 설정합니다. 이러한 예산은 사용자 기대치와 비즈니스 요구 사항을 기반으로 해야 합니다. 예를 들어, First Contentful Paint(FCP)는 1초 미만, Time to Interactive(TTI)는 3초 미만을 목표로 합니다. 이러한 지표는 대상 시장에 따라 조정되어야 하며, 인터넷 연결이 느린 지역의 사용자는 더 관대한 예산이 필요할 수 있습니다.
3. 성능 테스트 작성: 코드의 실행 시간, 메모리 사용량 및 기타 성능 지표를 측정하는 테스트를 만듭니다.
4. CI/CD와 통합: 성능 테스트를 지속적인 통합 및 지속적인 전달(CI/CD) 파이프라인에 통합합니다. 이를 통해 코드 변경이 있을 때마다 성능 테스트가 자동으로 실행되도록 보장합니다. Jenkins, CircleCI, GitHub Actions, GitLab CI/CD와 같은 도구를 사용할 수 있습니다.
5. 성능 지표 모니터링: 시간 경과에 따른 성능 지표를 추적하여 추세와 잠재적인 저하를 식별합니다.
6. 알림 설정: 성능 지표가 정의된 예산에서 크게 벗어날 때 알림을 받도록 구성합니다.

지속적인 모니터링: 테스트를 넘어서

자동화된 테스트가 성능 저하를 방지하는 데 중요하지만, 프로덕션 환경에서 애플리케이션의 성능을 지속적으로 모니터링하는 것 또한 똑같이 중요합니다. 실제 사용자 행동과 다양한 네트워크 조건은 자동화된 테스트로는 포착하지 못할 수 있는 성능 문제를 드러낼 수 있습니다.

지속적인 모니터링은 실제 사용자로부터 성능 데이터를 수집하고 분석하여 프로덕션 환경의 성능 병목 현상을 식별하고 해결하는 것을 포함합니다. 이러한 사전 예방적 접근 방식은 애플리케이션의 성능을 유지하고 일관된 사용자 경험을 제공하는 데 도움이 됩니다.

지속적인 모니터링을 위한 도구

프로덕션 환경에서 애플리케이션의 성능을 모니터링하는 데 도움이 되는 여러 도구가 있습니다:

• 실제 사용자 모니터링 (RUM): RUM 도구는 실제 사용자의 브라우저에서 성능 데이터를 수집하여 페이지 로드 시간, 오류율 및 기타 주요 지표에 대한 통찰력을 제공합니다. 예로는 New Relic, Datadog, Dynatrace, Sentry가 있습니다. 이러한 도구는 종종 지역별 분석을 제공하여 특정 지역의 성능 문제를 식별하는 데 도움을 줍니다.
• 합성 모니터링: 합성 모니터링 도구는 다양한 위치에서 애플리케이션과의 사용자 상호 작용을 시뮬레이션하여 성능을 측정하기 위한 통제된 환경을 제공합니다. 예로는 WebPageTest, Pingdom, GTmetrix가 있습니다. 이를 통해 실제 사용자에게 영향을 미치기 전에 성능 문제를 사전에 식별할 수 있습니다.
• 서버 측 모니터링: 서버 측 모니터링 도구는 애플리케이션의 백엔드 인프라 성능을 추적하여 CPU 사용량, 메모리 사용량 및 데이터베이스 성능에 대한 통찰력을 제공합니다. 예로는 Prometheus, Grafana, Nagios가 있습니다.

자바스크립트 성능 최적화를 위한 모범 사례

자동화된 테스트와 지속적인 모니터링 외에도, 자바스크립트 성능 최적화를 위한 모범 사례를 따르면 성능 저하를 방지하고 애플리케이션의 전반적인 성능을 향상시키는 데 도움이 될 수 있습니다:

• HTTP 요청 최소화: 파일을 결합하고, CSS 스프라이트를 사용하며, 브라우저 캐싱을 활용하여 HTTP 요청 수를 줄입니다. CDN(콘텐츠 전송 네트워크)은 전 세계 사용자의 지연 시간을 크게 줄일 수 있습니다.
• 이미지 최적화: 이미지를 압축하고 적절한 이미지 형식(예: WebP)을 사용하여 파일 크기를 줄입니다. ImageOptim, TinyPNG와 같은 도구가 도움이 될 수 있습니다.
• 자바스크립트 및 CSS 축소: 자바스크립트 및 CSS 파일에서 불필요한 문자와 공백을 제거하여 파일 크기를 줄입니다. UglifyJS, CSSNano와 같은 도구로 이 과정을 자동화할 수 있습니다.
• 콘텐츠 전송 네트워크(CDN) 사용: 정적 자산(예: 이미지, 자바스크립트, CSS)을 전 세계에 위치한 서버 네트워크에 분산하여 사용자의 지연 시간을 줄입니다.
• 중요하지 않은 리소스 로딩 지연: 지연 로딩 및 비동기 로딩과 같은 기술을 사용하여 필요할 때만 중요하지 않은 리소스(예: 이미지, 스크립트)를 로드합니다.
• DOM 조작 최적화: DOM 조작을 최소화하고 문서 조각(document fragments)과 같은 기술을 사용하여 렌더링 성능을 향상시킵니다.
• 효율적인 알고리즘 사용: 자바스크립트 코드에 효율적인 알고리즘과 자료 구조를 선택합니다. 알고리즘의 시간 및 공간 복잡도를 고려하십시오.
• 메모리 누수 방지: 메모리를 신중하게 관리하고 메모리 누수를 방지합니다. 프로파일링 도구를 사용하여 메모리 누수를 식별하고 수정하십시오.
• 코드 프로파일링: 정기적으로 코드를 프로파일링하여 성능 병목 현상을 식별하고 더 나은 성능을 위해 코드를 최적화하십시오.
• 코드 분할: 큰 자바스크립트 번들을 필요에 따라 로드할 수 있는 더 작은 청크로 나눕니다. 이 기술은 초기 로드 시간을 크게 줄입니다. Webpack, Parcel, Rollup과 같은 도구는 코드 분할을 지원합니다.
• 트리 쉐이킹: 자바스크립트 번들에서 사용되지 않는 코드를 제거합니다. 이 기술은 정적 분석을 통해 죽은 코드를 식별하고 빌드 과정에서 제거합니다.
• 웹 워커: 계산 집약적인 작업을 웹 워커를 사용하여 백그라운드 스레드로 옮깁니다. 이렇게 하면 메인 스레드가 확보되어 UI가 응답하지 않는 것을 방지합니다.

사례 연구 및 예시

자동화된 테스트와 모니터링이 어떻게 성능 저하를 방지할 수 있는지 실제 사례를 살펴보겠습니다:

1. 서드파티 라이브러리 성능 저하 방지

유럽의 한 대형 전자상거래 회사는 제품 이미지 캐러셀을 처리하기 위해 서드파티 라이브러리에 의존하고 있었습니다. 라이브러리의 새 버전으로 업그레이드한 후, 제품 페이지의 로드 시간이 크게 증가한 것을 발견했습니다. 캐러셀 로드 시간을 측정하는 자동화된 성능 테스트를 사용하여 성능 저하를 신속하게 식별하고 이전 버전의 라이브러리로 되돌릴 수 있었습니다. 그런 다음 라이브러리 공급업체에 연락하여 문제를 보고하고, 업데이트된 라이브러리를 프로덕션에 배포하기 전에 문제를 해결하기 위해 협력했습니다.

2. 데이터베이스 쿼리 병목 현상 감지

한 소셜 미디어 플랫폼은 자사의 단일 페이지 애플리케이션이 시간이 지남에 따라 점점 느려지는 것을 발견했습니다. Chrome DevTools를 사용하여 애플리케이션의 메모리 사용량을 프로파일링하여 사용자 피드를 표시하는 컴포넌트에서 메모리 누수를 확인했습니다. 이 컴포넌트는 사용자가 피드를 떠날 때 메모리를 제대로 해제하지 않아 사용되지 않는 메모리가 점진적으로 축적되고 있었습니다. 메모리 누수를 수정함으로써 애플리케이션의 성능과 안정성을 크게 향상시킬 수 있었습니다.

결론

자바스크립트 성능 저하는 사용자 경험과 비즈니스 결과에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 자동화된 테스트와 지속적인 모니터링을 개발 워크플로우에 통합함으로써 성능 저하를 사전에 방지하고 웹 애플리케이션의 성능과 응답성을 유지할 수 있습니다. 자바스크립트 성능 최적화를 위한 모범 사례를 따르는 것과 함께 이러한 관행을 수용하면 전 세계 사용자에게 우수한 사용자 경험을 제공할 수 있을 것입니다.