React Fiber Concurrent Mode Profiler: 렌더링 성능 시각화

React 16에 도입된 React Fiber는 React가 DOM 업데이트를 관리하는 방식을 혁신했습니다. Fiber를 기반으로 하는 Concurrent Mode는 매우 반응적인 사용자 인터페이스를 구축하는 강력한 기능을 제공합니다. 그러나 Concurrent Mode에서 성능을 이해하고 최적화하려면 특수 도구가 필요합니다. 바로 React Fiber Concurrent Mode Profiler가 필요한 이유입니다.

React Fiber란 무엇인가요?

Profiler에 대해 자세히 알아보기 전에 React Fiber에 대해 간략하게 복습해 보겠습니다. 전통적으로 React는 동기식 재조정 프로세스를 사용했습니다. 구성 요소의 상태가 변경되면 React는 즉시 전체 구성 요소 트리를 다시 렌더링하여 메인 스레드를 차단할 수 있으며, 특히 복잡한 애플리케이션의 경우 UI 끊김 현상을 유발할 수 있습니다. Fiber는 비동기적이고 중단 가능한 재조정 알고리즘을 도입하여 이러한 한계를 해결했습니다.

Fiber의 주요 이점은 다음과 같습니다.

• 우선순위 지정: Fiber는 React가 중요도에 따라 업데이트의 우선순위를 지정할 수 있도록 합니다. 중요한 업데이트(예: 사용자 입력)는 즉시 처리할 수 있으며, 덜 중요한 업데이트(예: 백그라운드 데이터 가져오기)는 연기할 수 있습니다.
• 중단 가능성: React는 필요한 경우 렌더링 작업을 일시 중지, 재개 또는 포기할 수 있어 장시간 실행되는 작업이 UI를 차단하지 못하도록 합니다.
• 증분 렌더링: Fiber는 렌더링을 더 작은 작업 단위로 분할하여 React가 DOM을 더 작은 증분으로 업데이트할 수 있도록 하여 인지된 성능을 향상시킵니다.

Concurrent Mode 이해하기

Concurrent Mode는 Fiber를 기반으로 하여 더 반응적이고 인터랙티브한 애플리케이션을 구축하기 위한 고급 기능을 제공합니다. React가 다음을 수행할 수 있도록 하는 새로운 API 및 렌더링 전략을 도입합니다.

• Transition API: 업데이트를 전환으로 표시하여 UI를 차단하지 않고 렌더링하는 데 시간이 더 오래 걸릴 수 있음을 나타냅니다. 이를 통해 React는 사용자 상호 작용의 우선순위를 지정하면서 화면의 덜 중요한 부분을 점진적으로 업데이트할 수 있습니다.
• Suspense: 데이터 가져오기 및 코드 분할에 대한 로딩 상태를 우아하게 처리할 수 있습니다. 데이터가 로드되는 동안 대체 UI(예: 스피너, 플레이스홀더)를 표시하여 사용자 경험을 향상시킬 수 있습니다.
• Offscreen Rendering: 구성 요소를 백그라운드에서 렌더링할 수 있어 필요할 때 즉시 표시할 수 있습니다.

React Fiber Concurrent Mode Profiler 소개

React Fiber Concurrent Mode Profiler는 React 애플리케이션, 특히 Concurrent Mode를 사용하는 애플리케이션의 렌더링 성능을 시각화하고 분석하는 강력한 도구입니다. React DevTools 브라우저 확장 프로그램에 통합되어 있으며 React가 구성 요소를 렌더링하는 방식에 대한 자세한 통찰력을 제공합니다.

Profiler를 사용하여 다음을 수행할 수 있습니다.

• 느린 구성 요소 식별: 렌더링하는 데 가장 오래 걸리는 구성 요소를 정확히 찾아냅니다.
• 렌더링 패턴 분석: React가 업데이트의 우선순위를 지정하고 예약하는 방식을 이해합니다.
• 성능 최적화: 응답성을 개선하기 위해 성능 병목 현상을 식별하고 해결합니다.

Profiler 설정

React Fiber Concurrent Mode Profiler를 사용하려면 다음이 필요합니다.

1. React DevTools: Chrome, Firefox 또는 Edge용 React DevTools 브라우저 확장 프로그램을 설치합니다.
2. React 16.4+: React 애플리케이션이 React 버전 16.4 이상(가급적 최신 버전)을 사용하고 있는지 확인합니다.
3. 개발 모드: Profiler는 주로 개발 모드에서 사용하도록 설계되었습니다. 프로덕션 빌드를 프로파일링할 수 있지만 결과는 덜 상세하고 정확할 수 있습니다.

Profiler 사용

Profiler를 설정했으면 다음 단계에 따라 애플리케이션 성능을 분석합니다.

1. React DevTools 열기: 브라우저 개발자 도구를 열고 "Profiler" 탭을 선택합니다.
2. 녹화 시작: "Record" 버튼을 클릭하여 애플리케이션 프로파일링을 시작합니다.
3. 애플리케이션과 상호 작용: 일반 사용자와 마찬가지로 애플리케이션을 사용합니다. 다양한 작업을 트리거하고, 페이지 간을 탐색하고, 다양한 구성 요소와 상호 작용합니다.
4. 녹화 중지: "Stop" 버튼을 클릭하여 프로파일링 세션을 종료합니다.
5. 결과 분석: Profiler는 애플리케이션의 렌더링 성능에 대한 시각화를 표시합니다.

Profiler 시각화

Profiler는 애플리케이션의 렌더링 성능을 이해하는 데 도움이 되는 여러 시각화를 제공합니다.

Flame Chart

Flame Chart는 Profiler의 기본 시각화입니다. 구성 요소 트리의 계층적 표현을 표시하며, 각 막대는 구성 요소와 렌더링 시간을 나타냅니다. 막대의 너비는 해당 구성 요소를 렌더링하는 데 걸린 시간에 해당합니다. 차트에서 더 높은 구성 요소는 부모 구성 요소이고, 더 낮은 구성 요소는 자식 구성 요소입니다. 이를 통해 구성 요소 트리의 각 부분에서 소비된 총 시간을 쉽게 확인하고 렌더링에 가장 오래 걸리는 구성 요소를 신속하게 식별할 수 있습니다.

Flame Chart 해석:

• 넓은 막대: 상당한 렌더링 시간을 소비하는 구성 요소를 나타냅니다. 이러한 부분은 최적화가 필요한 영역입니다.
• 깊은 트리: 과도한 중첩 또는 불필요한 다시 렌더링을 나타낼 수 있습니다.
• 간격: 데이터 또는 기타 비동기 작업을 기다리는 데 걸린 시간을 나타낼 수 있습니다.

Ranked Chart

Ranked Chart는 총 렌더링 시간별로 정렬된 구성 요소 목록을 표시합니다. 이를 통해 애플리케이션 성능 오버헤드에 가장 많이 기여하는 구성 요소에 대한 빠른 개요를 얻을 수 있습니다. 최적화가 필요한 구성 요소를 식별하는 데 좋은 출발점입니다.

Ranked Chart 사용:

• 목록 맨 위에 있는 구성 요소에 집중하세요. 이러한 구성 요소가 성능에 가장 중요합니다.
• 다른 구성 요소의 렌더링 시간을 비교하여 불균형적으로 느린 구성 요소를 식별합니다.

Component Chart

Component Chart는 단일 구성 요소의 렌더링 기록에 대한 자세한 보기를 표시합니다. 구성 요소의 렌더링 시간이 시간에 따라 어떻게 변하는지 보여주므로 특정 사용자 상호 작용 또는 데이터 변경과의 패턴 및 상관 관계를 식별할 수 있습니다.

Component Chart 분석:

• 렌더링 시간의 급증을 찾아보세요. 이러한 급증은 성능 병목 현상을 나타낼 수 있습니다.
• 렌더링 시간을 특정 사용자 작업 또는 데이터 업데이트와 연관시킵니다.
• 구성 요소의 다른 버전의 렌더링 시간을 비교하여 성능 개선 사항을 추적합니다.

Interactions

Interactions 보기에서는 사용자 상호 작용이 업데이트를 트리거한 순간을 강조 표시합니다. 이는 Concurrent Mode에서 사용자 입력과 관련된 작업의 우선순위를 React가 어떻게 지정하는지 이해하는 데 특히 유용합니다.

성능 최적화 기법

Profiler를 사용하여 성능 병목 현상을 식별한 후에는 다양한 최적화 기법을 적용하여 애플리케이션 응답성을 개선할 수 있습니다. 일반적인 전략은 다음과 같습니다.

1. Memoization

Memoization은 불필요한 다시 렌더링을 방지하는 강력한 기법입니다. 비용이 많이 드는 계산 결과를 캐시하고 동일한 입력이 제공될 때 재사용하는 것을 포함합니다. React에서는 함수형 구성 요소에 React.memo를, 클래스 구성 요소에 shouldComponentUpdate(또는 PureComponent)를 사용하여 memoization을 구현할 수 있습니다.

예시 (React.memo):

const MyComponent = React.memo(function MyComponent(props) {
  // ... render logic ...
});

예시 (shouldComponentUpdate):

class MyComponent extends React.Component {
  shouldComponentUpdate(nextProps, nextState) {
    // props와 state를 비교하여 다시 렌더링이 필요한지 결정
    return nextProps.data !== this.props.data;
  }

  render() {
    // ... render logic ...
  }
}

국제적 고려 사항: 지역화된 콘텐츠(예: 날짜, 숫자, 텍스트)를 표시하는 구성 요소를 memoize할 때 locale 정보가 memoization 키에 포함되도록 하세요. 그렇지 않으면 locale이 변경될 때 구성 요소가 다시 렌더링되지 않을 수 있습니다.

2. Code Splitting

Code splitting은 애플리케이션 코드를 요구 시 로드할 수 있는 더 작은 번들로 분할하는 것을 포함합니다. 이렇게 하면 초기 로드 시간이 줄어들고 인지된 성능이 향상됩니다. React는 동적 가져오기 및 React.lazy를 포함한 여러 코드 분할 메커니즘을 제공합니다.

예시 (React.lazy):

const MyComponent = React.lazy(() => import('./MyComponent'));

function MyParentComponent() {
  return (
    Loading...
}>
      
    
  );
}

전역 최적화: Code splitting은 코드베이스가 크거나 여러 언어 또는 지역을 지원하는 애플리케이션에 특히 유익할 수 있습니다. 언어 또는 지역별로 코드를 분할하면 특정 지역 사용자의 다운로드 크기를 줄일 수 있습니다.

3. Virtualization

Virtualization은 대규모 목록 또는 테이블을 효율적으로 렌더링하는 기법입니다. 전체 목록을 한 번에 렌더링하는 대신 현재 뷰포트에 보이는 항목만 렌더링하는 것을 포함합니다. 이렇게 하면 대규모 데이터 세트를 표시하는 애플리케이션의 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다.

react-window 및 react-virtualized와 같은 라이브러리는 React 애플리케이션에서 Virtualization을 구현하기 위한 구성 요소를 제공합니다.

4. Debouncing 및 Throttling

Debouncing 및 throttling은 함수 실행 속도를 제한하는 기법입니다. Debouncing은 일정 기간 동안 비활성 상태가 된 후에 함수 실행을 지연시킵니다. Throttling은 주어진 시간 간격 내에서 함수를 최대 한 번 실행합니다. 이러한 기법은 빈번한 사용자 입력 또는 데이터 변경에 대한 과도한 다시 렌더링을 방지하는 데 사용될 수 있습니다.

예시 (Debouncing):

import { debounce } from 'lodash';

function MyComponent() {
  const handleInputChange = debounce((value) => {
    // 비용이 많이 드는 작업은 여기에 수행
    console.log('Input value:', value);
  }, 300);

  return (
     handleInputChange(e.target.value)} />
  );
}

예시 (Throttling):

import { throttle } from 'lodash';

function MyComponent() {
  const handleScroll = throttle(() => {
    // 비용이 많이 드는 작업은 여기에 수행
    console.log('Scrolling...');
  }, 200);

  useEffect(() => {
    window.addEventListener('scroll', handleScroll);
    return () => window.removeEventListener('scroll', handleScroll);
  }, [handleScroll]);

  return (
    
Scroll to trigger the throttled function
  );
}

5. 데이터 가져오기 최적화

비효율적인 데이터 가져오기는 성능 병목 현상의 주요 원인이 될 수 있습니다. 다음 전략을 고려하세요.

• 캐싱 메커니즘 사용: 자주 액세스하는 데이터를 캐시하여 불필요한 네트워크 요청을 방지합니다.
• 필요한 데이터만 가져오기: 구성 요소에서 사용되지 않는 데이터를 과도하게 가져오는 것을 피합니다. GraphQL이 여기서 유용할 수 있습니다.
• API 엔드포인트 최적화: 백엔드 팀과 협력하여 API 엔드포인트의 성능을 최적화합니다.
• 데이터 가져오기에 Suspense 사용: React Suspense를 활용하여 로딩 상태를 우아하게 관리합니다.

6. 불필요한 상태 업데이트 방지

구성 요소의 상태를 신중하게 관리하세요. 필요한 경우에만 상태를 업데이트하고 동일한 값으로 상태를 업데이트하는 것을 피하세요. 불변 데이터 구조를 사용하여 상태 관리를 단순화하고 의도치 않은 변경을 방지하세요.

7. 이미지 및 애셋 최적화

대형 이미지 및 기타 애셋은 페이지 로드 시간에 상당한 영향을 줄 수 있습니다. 다음을 사용하여 이미지를 최적화하세요.

• 이미지 압축: ImageOptim 또는 TinyPNG와 같은 도구를 사용하여 이미지 파일 크기를 줄입니다.
• 적절한 이미지 형식 사용: JPEG 또는 PNG에 비해 뛰어난 압축 및 품질을 위해 WebP를 사용합니다.
• 이미지 지연 로드: 뷰포트에서 보이는 이미지만 로드합니다.
• 콘텐츠 전송 네트워크(CDN) 사용: 애셋을 여러 서버에 분산하여 전 세계 사용자의 다운로드 속도를 향상시킵니다.

전역 최적화: 전 세계 사용자에게 빠른 다운로드 속도를 보장하기 위해 여러 지리적 지역에 서버를 보유한 CDN 사용을 고려하세요. 또한 애플리케이션에 사용할 이미지를 선택할 때 다른 국가의 이미지 저작권법을 염두에 두세요.

8. 효율적인 이벤트 처리

이벤트 핸들러가 효율적인지 확인하고 이벤트 핸들러 내에서 비용이 많이 드는 작업을 수행하지 않도록 하세요. 과도한 다시 렌더링을 방지하기 위해 필요한 경우 이벤트 핸들러를 debounce 또는 throttle 하세요.

9. 프로덕션 빌드 사용

항상 React 애플리케이션의 프로덕션 빌드를 배포하세요. 프로덕션 빌드는 성능에 최적화되어 있으며 일반적으로 개발 빌드보다 작습니다. create-react-app 또는 Next.js와 같은 도구를 사용하여 프로덕션 빌드를 생성하세요.

10. 타사 라이브러리 분석

타사 라이브러리는 때때로 성능 병목 현상을 유발할 수 있습니다. Profiler를 사용하여 종속성의 성능을 분석하고 성능 문제를 유발하는 라이브러리를 식별하세요. 필요한 경우 느린 라이브러리를 교체하거나 최적화하는 것을 고려하세요.

고급 프로파일링 기법

프로덕션 빌드 프로파일링

Profiler는 주로 개발 모드를 위해 설계되었지만 프로덕션 빌드도 프로파일링할 수 있습니다. 그러나 빌드 프로세스 중에 수행되는 최적화로 인해 결과가 덜 상세하고 정확할 수 있습니다. 프로덕션 빌드를 프로파일링하려면 프로덕션 빌드 구성에서 프로파일링을 활성화해야 합니다. 이를 수행하는 방법에 대한 지침은 React 설명서를 참조하세요.

특정 상호 작용 프로파일링

특정 상호 작용에 집중하려면 해당 상호 작용 주위에서 Profiler를 시작하고 중지할 수 있습니다. 이를 통해 해당 상호 작용의 성능 특성을 분리하고 병목 현상을 식별할 수 있습니다.

Profiler API 사용

React는 특정 구성 요소 또는 코드 섹션의 성능을 프로그래밍 방식으로 측정할 수 있는 Profiler API를 제공합니다. 이는 성능 테스트 자동화 또는 프로덕션 환경에서 자세한 성능 데이터를 수집하는 데 유용할 수 있습니다. 자세한 내용은 React 설명서에서 Profiler API를 참조하세요.

결론

React Fiber Concurrent Mode Profiler는 React 애플리케이션의 렌더링 성능을 이해하고 최적화하는 데 매우 유용한 도구입니다. Profiler를 사용하여 렌더링 병목 현상을 시각화하고, 느린 구성 요소를 식별하고, 렌더링 패턴을 분석함으로써 더 빠르고 반응적이며 매력적인 사용자 인터페이스를 구축할 수 있습니다. memoization, code splitting, virtualization 및 효율적인 데이터 가져오기와 같은 React 성능 최적화를 위한 모범 사례와 Profiler에서 얻은 통찰력을 결합하는 것을 잊지 마세요. 이러한 기법을 채택하면 전 세계 사용자에게 탁월한 사용자 경험을 제공할 수 있습니다.