React 스케줄러 프로파일링: 최적화된 성능을 위한 작업 실행 분석

현대 웹 개발 세계에서 부드럽고 반응성이 뛰어난 사용자 경험을 제공하는 것은 매우 중요합니다. React는 컴포넌트 기반 아키텍처와 가상 DOM을 통해 복잡한 UI를 구축하는 데 핵심적인 역할을 해왔습니다. 그러나 React의 최적화 기능에도 불구하고, 특히 규모가 크고 복잡한 애플리케이션에서는 성능 병목 현상이 발생할 수 있습니다. React가 작업을 어떻게 스케줄링하고 실행하는지 이해하는 것은 이러한 성능 문제를 식별하고 해결하는 데 중요합니다. 이 글에서는 React 스케줄러 프로파일링의 세계를 깊이 파고들어, 작업 실행을 분석하고 최고의 성능을 위해 React 애플리케이션을 최적화하는 포괄적인 가이드를 제공합니다.

React 스케줄러 이해하기

프로파일링 기술에 대해 알아보기 전에, React 스케줄러에 대한 기본적인 이해를 확립해 봅시다. React 스케줄러는 React 애플리케이션 내에서 작업 실행을 관리하는 역할을 합니다. 작업의 우선순위를 정하고, 더 작은 작업 단위로 나누며, 메인 스레드를 차단하는 것을 최소화하는 방식으로 실행되도록 스케줄링합니다. 이 스케줄링은 반응성 있는 사용자 인터페이스를 유지하는 데 매우 중요합니다.

React는 렌더링을 더 작고 중단 가능한 작업 단위로 분해할 수 있는 Fiber 아키텍처를 사용합니다. 이 단위들을 Fiber라고 부르며, React 스케줄러는 이러한 Fiber들을 관리하여 사용자 입력과 같은 높은 우선순위의 작업이 신속하게 처리되도록 보장합니다. 스케줄러는 우선순위 큐를 사용하여 Fiber를 관리하며, 이를 통해 긴급성에 따라 업데이트의 우선순위를 정할 수 있습니다.

주요 개념:

• Fiber: 컴포넌트 인스턴스를 나타내는 작업 단위입니다.
• 스케줄러(Scheduler): Fiber의 우선순위를 정하고 스케줄링하는 모듈입니다.
• 워크루프(WorkLoop): Fiber 트리를 순회하며 업데이트를 수행하는 함수입니다.
• 우선순위 큐(Priority Queue): 우선순위에 따라 Fiber를 관리하는 데 사용되는 자료 구조입니다.

프로파일링의 중요성

프로파일링은 애플리케이션의 성능 특성을 측정하고 분석하는 과정입니다. React의 맥락에서 프로파일링을 통해 React 스케줄러가 작업을 어떻게 실행하는지 이해하고, 오래 실행되는 작업을 식별하며, 최적화가 가장 큰 영향을 미칠 수 있는 영역을 정확히 찾아낼 수 있습니다. 프로파일링 없이는 사실상 맹목적으로 성능을 개선하려 추측에 의존하게 됩니다.

사용자가 특정 컴포넌트와 상호 작용할 때 애플리케이션에 눈에 띄는 지연이 발생하는 시나리오를 생각해 보십시오. 프로파일링은 이 지연이 해당 컴포넌트 내의 복잡한 렌더링 작업, 비효율적인 데이터 가져오기 프로세스 또는 상태 업데이트로 인한 과도한 리렌더링 때문인지 밝혀낼 수 있습니다. 근본 원인을 파악함으로써 가장 큰 성능 향상을 가져올 수 있는 영역에 최적화 노력을 집중할 수 있습니다.

React 스케줄러 프로파일링 도구

React 애플리케이션을 프로파일링하고 React 스케줄러 내의 작업 실행에 대한 통찰력을 얻을 수 있는 여러 강력한 도구가 있습니다:

1. Chrome 개발자 도구 성능 탭

Chrome 개발자 도구의 성능 탭은 React 성능을 포함하여 웹 애플리케이션의 다양한 측면을 프로파일링할 수 있는 다용도 도구입니다. JavaScript 실행, 렌더링, 페인팅, 네트워크 요청 등 브라우저에서 발생하는 모든 활동에 대한 상세한 타임라인을 제공합니다. React 애플리케이션과 상호 작용하면서 성능 프로필을 기록함으로써 성능 병목 현상을 식별하고 React 작업 실행을 분석할 수 있습니다.

사용 방법:

1. Chrome 개발자 도구를 엽니다(Ctrl+Shift+I 또는 Cmd+Option+I).
2. "Performance" 탭으로 이동합니다.
3. "Record" 버튼을 클릭합니다.
4. 프로파일링하려는 동작을 유발하기 위해 React 애플리케이션과 상호 작용합니다.
5. 기록을 중지하려면 "Stop" 버튼을 클릭합니다.
6. 생성된 타임라인을 분석하여 성능 병목 현상을 식별합니다.

성능 탭은 캡처된 데이터를 분석하기 위한 다양한 뷰를 제공합니다:

• 플레임 차트(Flame Chart): JavaScript 함수의 호출 스택을 시각화하여 가장 많은 시간을 소비하는 함수를 식별할 수 있습니다.
• 바텀업(Bottom-Up): 각 함수와 그 호출 대상에서 소비된 시간을 집계하여 가장 비용이 많이 드는 작업을 식별하는 데 도움이 됩니다.
• 콜 트리(Call Tree): 호출 스택을 계층적 형식으로 표시하여 실행 흐름을 명확하게 볼 수 있습니다.

성능 탭 내에서 "Update"(컴포넌트 업데이트를 나타냄) 또는 "Commit"(업데이트된 DOM의 최종 렌더링을 나타냄)과 같은 React 관련 항목을 찾으십시오. 이러한 항목들은 컴포넌트 렌더링에 소요된 시간에 대한 귀중한 통찰력을 제공할 수 있습니다.

2. React 개발자 도구 프로파일러

React 개발자 도구 프로파일러는 React 애플리케이션 프로파일링을 위해 특별히 제작된 전문 도구입니다. React의 내부 작업에 대한 더 집중된 뷰를 제공하여 컴포넌트 렌더링, 상태 업데이트 및 prop 변경과 관련된 성능 문제를 더 쉽게 식별할 수 있게 해줍니다.

설치:

React 개발자 도구 프로파일러는 Chrome, Firefox, Edge용 브라우저 확장 프로그램으로 제공됩니다. 각 브라우저의 확장 프로그램 스토어에서 설치할 수 있습니다.

사용법:

1. 브라우저에서 React 개발자 도구 패널을 엽니다.
2. "Profiler" 탭으로 이동합니다.
3. "Record" 버튼을 클릭합니다.
4. 프로파일링하려는 동작을 유발하기 위해 React 애플리케이션과 상호 작용합니다.
5. 기록을 중지하려면 "Stop" 버튼을 클릭합니다.

프로파일러는 캡처된 데이터를 분석하기 위한 두 가지 주요 뷰를 제공합니다:

• 플레임그래프(Flamegraph): 컴포넌트 트리의 시각적 표현으로, 각 막대는 컴포넌트를 나타내고 그 너비는 해당 컴포넌트를 렌더링하는 데 걸린 시간을 나타냅니다.
• 랭크(Ranked): 렌더링하는 데 걸린 시간 순으로 정렬된 컴포넌트 목록으로, 가장 비용이 많이 드는 컴포넌트를 신속하게 식별할 수 있습니다.

React 개발자 도구 프로파일러는 다음과 같은 기능도 제공합니다:

• 업데이트 강조 표시: 리렌더링되는 컴포넌트를 시각적으로 강조 표시하여 불필요한 리렌더링을 식별하는 데 도움을 줍니다.
• 컴포넌트 props 및 state 검사: 컴포넌트의 props와 state를 검사하여 리렌더링되는 이유를 이해합니다.
• 컴포넌트 필터링: 특정 컴포넌트나 컴포넌트 트리의 일부에 집중합니다.

3. React.Profiler 컴포넌트

React.Profiler 컴포넌트는 애플리케이션의 특정 부분의 렌더링 성능을 측정할 수 있게 해주는 내장 React API입니다. 외부 도구에 의존하지 않고 프로그래밍 방식으로 프로파일링 데이터를 수집할 수 있는 방법을 제공합니다.

사용법:

프로파일링하려는 컴포넌트를 React.Profiler 컴포넌트로 감싸십시오. 프로파일러를 식별하기 위한 id prop과 각 렌더링 후에 호출될 콜백 함수인 onRender prop을 제공합니다.

import React from 'react';

function MyComponent() {
  return (
    
      {/* Component content */}
    
  );
}

function onRenderCallback(
  id: string,
  phase: 'mount' | 'update',
  actualDuration: number,
  baseDuration: number,
  startTime: number,
  commitTime: number,
  interactions: Set
) {
  console.log(`Component ${id} rendered`);
  console.log(`Phase: ${phase}`);
  console.log(`Actual duration: ${actualDuration}ms`);
  console.log(`Base duration: ${baseDuration}ms`);
}

onRender 콜백 함수는 렌더링 프로세스에 대한 정보를 제공하는 여러 인수를 받습니다:

• id: React.Profiler 컴포넌트의 id prop입니다.
• phase: 컴포넌트가 마운트되었는지 또는 업데이트되었는지를 나타냅니다.
• actualDuration: 이 업데이트에서 컴포넌트를 렌더링하는 데 걸린 시간입니다.
• baseDuration: 메모이제이션 없이 컴포넌트 트리를 렌더링하는 데 걸리는 예상 시간입니다.
• startTime: React가 이 업데이트 렌더링을 시작한 시간입니다.
• commitTime: React가 이 업데이트를 커밋한 시간입니다.
• interactions: 이 업데이트가 스케줄링되었을 때 추적되던 "상호 작용"의 집합입니다.

이 데이터를 사용하여 컴포넌트의 렌더링 성능을 추적하고 최적화가 필요한 영역을 식별할 수 있습니다.

프로파일링 데이터 분석

위에서 언급한 도구 중 하나를 사용하여 프로파일링 데이터를 캡처했다면, 다음 단계는 데이터를 분석하고 성능 병목 현상을 식별하는 것입니다. 다음은 집중해야 할 몇 가지 주요 영역입니다:

1. 느린 렌더링 컴포넌트 식별

React 개발자 도구 프로파일러의 플레임그래프(Flamegraph) 및 랭크(Ranked) 뷰는 렌더링하는 데 오랜 시간이 걸리는 컴포넌트를 식별하는 데 특히 유용합니다. 플레임그래프에서 넓은 막대를 가진 컴포넌트나 랭크 목록 상단에 나타나는 컴포넌트를 찾으십시오. 이러한 컴포넌트들은 최적화 대상이 될 가능성이 높습니다.

Chrome 개발자 도구 성능 탭에서는 상당한 시간을 소비하는 "Update" 항목을 찾으십시오. 이러한 항목은 컴포넌트 업데이트를 나타내며, 이 항목 내에서 소요된 시간은 해당 컴포넌트의 렌더링 비용을 나타냅니다.

2. 불필요한 리렌더링 찾아내기

불필요한 리렌더링은 특히 복잡한 애플리케이션에서 성능에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. React 개발자 도구 프로파일러는 props나 state가 변경되지 않았음에도 불구하고 리렌더링되는 컴포넌트를 식별하는 데 도움을 줄 수 있습니다.

React 개발자 도구 설정에서 "컴포넌트가 렌더링될 때 업데이트 강조 표시" 옵션을 활성화하십시오. 이렇게 하면 리렌더링되는 컴포넌트가 시각적으로 강조 표시되어 불필요한 리렌더링을 쉽게 발견할 수 있습니다. 이러한 컴포넌트가 리렌더링되는 이유를 조사하고 React.memo 또는 useMemo와 같은 기술을 구현하여 이를 방지하십시오.

3. 비용이 많이 드는 계산 검토

컴포넌트 내에서 오래 실행되는 계산은 메인 스레드를 차단하고 성능 문제를 일으킬 수 있습니다. Chrome 개발자 도구 성능 탭은 이러한 계산을 식별하는 데 유용한 도구입니다.

플레임 차트 또는 바텀업 뷰에서 상당한 시간을 소비하는 JavaScript 함수를 찾으십시오. 이러한 함수는 복잡한 계산, 데이터 변환 또는 기타 비용이 많이 드는 작업을 수행하고 있을 수 있습니다. 메모이제이션, 캐싱 또는 더 효율적인 알고리즘을 사용하여 이러한 함수를 최적화하는 것을 고려하십시오.

4. 네트워크 요청 분석

네트워크 요청 또한 성능 병목 현상의 원인이 될 수 있으며, 특히 느리거나 빈번한 경우에 그렇습니다. Chrome 개발자 도구의 네트워크 탭은 애플리케이션의 네트워크 활동에 대한 통찰력을 제공합니다.

완료하는 데 오랜 시간이 걸리는 요청이나 반복적으로 이루어지는 요청을 찾으십시오. 캐싱, 페이지네이션 또는 더 효율적인 데이터 가져오기 전략을 사용하여 이러한 요청을 최적화하는 것을 고려하십시오.

5. 스케줄러 상호 작용 이해

React 스케줄러가 작업을 어떻게 우선순위를 정하고 실행하는지에 대한 더 깊은 이해는 성능 최적화에 매우 중요할 수 있습니다. Chrome 개발자 도구 성능 탭과 React 개발자 도구 프로파일러가 스케줄러의 작동에 대한 일부 가시성을 제공하지만, 캡처된 데이터를 분석하려면 React의 내부 작동에 대한 더 미묘한 이해가 필요합니다.

컴포넌트와 스케줄러 간의 상호 작용에 집중하십시오. 특정 컴포넌트가 지속적으로 높은 우선순위의 업데이트를 유발하는 경우, 이러한 업데이트가 왜 필요한지, 그리고 지연시키거나 최적화할 수 있는지 분석하십시오. 스케줄러가 렌더링, 레이아웃, 페인팅과 같은 다른 유형의 작업을 어떻게 교차하여 처리하는지 주의 깊게 살펴보십시오. 스케줄러가 지속적으로 작업 간에 전환하는 경우, 이는 애플리케이션이 스래싱(thrashing)을 겪고 있음을 나타낼 수 있으며, 이는 성능 저하로 이어질 수 있습니다.

최적화 기법

프로파일링을 통해 성능 병목 현상을 식별했다면, 다음 단계는 애플리케이션의 성능을 개선하기 위한 최적화 기법을 구현하는 것입니다. 다음은 몇 가지 일반적인 최적화 전략입니다:

1. 메모이제이션(Memoization)

메모이제이션은 비용이 많이 드는 함수 호출 결과를 캐싱하고 동일한 입력이 다시 발생할 때 캐시된 결과를 반환하는 기법입니다. React에서는 React.memo를 사용하여 함수형 컴포넌트를 메모이즈하고 useMemo 훅을 사용하여 계산 결과를 메모이즈할 수 있습니다.

import React, { useMemo } from 'react';

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

function MyComponentWithMemoizedValue() {
  const expensiveValue = useMemo(() => {
    // ... expensive computation
    return result;
  }, [dependencies]);

  return (
    

      {expensiveValue}
    
  );
}

2. 가상화(Virtualization)

가상화는 보이는 항목만 렌더링하여 큰 목록이나 테이블을 효율적으로 렌더링하는 기법입니다. react-window 및 react-virtualized와 같은 라이브러리는 React 애플리케이션에서 목록과 테이블을 가상화하기 위한 컴포넌트를 제공합니다.

3. 코드 분할(Code Splitting)

코드 분할은 애플리케이션을 더 작은 청크로 나누고 필요에 따라 로드하는 기법입니다. 이를 통해 애플리케이션의 초기 로드 시간을 줄이고 전반적인 성능을 향상시킬 수 있습니다. React는 동적 import와 React.lazy 및 Suspense 컴포넌트를 사용하여 코드 분할을 지원합니다.

import React, { Suspense } from 'react';

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

function App() {
  return (
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