로고

React.js 가상 DOM 이해하기: 성능 최적화의 비밀

작성일 :

React.js 가상 DOM 이해하기: 성능 최적화의 비밀

React.js는 현재 웹 개발에서 가장 널리 사용되는 JavaScript 라이브러리 중 하나로, 사용자가 인터랙티브한 사용자 인터페이스를 구축하기에 최적화되어 있습니다. 그 중에서도 가상 DOM(Virtual DOM)은 React.js의 핵심 개념 중 하나로, 성능 최적화와 관련해 매우 중요한 역할을 합니다. 이 글에서는 가상 DOM에 대해 깊이 있게 알아보고, 그것이 왜 중요한지, 그리고 실제로 어떻게 성능 최적화를 이루는지 살펴보겠습니다.

DOM(Document Object Model)이란?

DOM은 HTML, XML 문서의 구조화된 표현이며, 프로그래밍 인터페이스를 제공합니다. 브라우저는 이를 통해 문서의 내용과 구조를 조작할 수 있습니다. 기본적인 개념을 정리해보겠습니다.

  1. HTML 문서는 트리 구조로 표현됩니다.
  2. 각 노드는 문서의 태그, 속성, 텍스트 등을 나타냅니다.
  3. JavaScript는 DOM API를 사용해 이 트리를 조작하고, 변경된 사항을 브라우저에 반영합니다.

예를 들어, 다음과 같은 HTML 코드를 고려해보겠습니다.

html
<div id="app">
  <h1>Hello, World!</h1>
  <p>This is a simple paragraph.</p>
</div>

이 코드의 DOM 트리는 다음과 유사합니다.

- div#app
  - h1
    - "Hello, World!"
  - p
    - "This is a simple paragraph."

DOM은 매우 유연하지만, 크고 복잡한 애플리케이션에서는 다음과 같은 단점이 있습니다.

  1. 변경 비용이 높다: DOM 트리의 일부분을 변경하면, 브라우저는 해당 부분뿐만 아니라 전체 레이아웃을 재계산합니다. 이는 성능 저하의 주요 원인 중 하나입니다.
  2. 재렌더링 비용: DOM의 변경이 많아질수록, 브라우저는 계속해서 문서를 재렌더링해야 합니다. 이는 리소스를 많이 소모합니다.

가상 DOM의 등장

가상 DOM은 이러한 문제점을 해결하기 위해 제안된 개념입니다. React.js는 가상 DOM이라는 레이어를 추가하였습니다. 이는 실제 DOM의 경량화된 버전으로, 메모리 상에서 유지됩니다. 가상 DOM의 주요 특징은 다음과 같습니다.

  1. 빠른 변경 감지: 가상 DOM은 메모리 상에서 빠르게 변경 사항을 감지하고, 이를 실제 DOM에 적용합니다.
  2. 변화 최소화: 가상 DOM은 변경된 부분만 실제 DOM에 적용하여, 재렌더링 비용을 최소화합니다.
  3. 매번 새로운 트리 생성: React 컴포넌트가 업데이트될 때마다 새로운 가상 DOM 트리가 생성되며, 이전 트리와 새로운 트리를 비교(diffing)합니다.

가상 DOM 동작 원리

가상 DOM의 동작 원리를 단계별로 살펴보겠습니다.

1. 초기 렌더링

사용자가 페이지를 로드하면, React는 초기 가상 DOM 트리를 생성합니다. 이 트리는 React 컴포넌트의 현재 상태를 반영합니다. 예를 들어, 다음과 같은 컴포넌트를 고려해보겠습니다.

jsx
class App extends React.Component {
  render() {
    return (
      <div>
        <h1>Hello, World!</h1>
        <p>This is a simple paragraph.</p>
      </div>
    );
  }
}

이 컴포넌트는 초기 가상 DOM 트리를 생성하며, 이는 실제 DOM과 동기화됩니다.

2. 업데이트

사용자가 애플리케이션과 상호작용하면, React는 상태 변화에 따라 컴포넌트를 재렌더링합니다. 이때 새로운 가상 DOM 트리가 생성됩니다. 예를 들어, 사용자가 버튼을 눌러 상태가 변경된다고 가정해봅시다.

jsx
class App extends React.Component {
  constructor() {
    super();
    this.state = { count: 0 };
  }

  increment = () => {
    this.setState({ count: this.state.count + 1 });
  }

  render() {
    return (
      <div>
        <h1>{this.state.count}</h1>
        <button onClick={this.increment}>Increment</button>
      </div>
    );
  }
}

버튼을 클릭하면 increment 함수가 호출되어 상태가 변경되고, 새로운 가상 DOM 트리가 생성됩니다. 이때 React는 이전 가상 DOM 트리와 새로운 트리를 비교합니다(diffing).

3. Diffing

React의 Diffing 알고리즘은 효율적으로 트리의 변경점을 찾습니다. 이 알고리즘은 다음과 같이 동작합니다.

  1. 최소 단위 비교: React는 가상 DOM 트리의 각 노드를 최소 단위로 비교합니다.
  2. 동일 요소 비교: 동일한 타입의 요소만 비교합니다. 예를 들어, div와 span은 비교하지 않습니다.
  3. 키(key) 속성: 리스트를 렌더링할 때, key 속성을 사용하여 요소를 식별합니다. 이는 효율적인 비교를 위해 필수적입니다.

이 과정을 통해 React는 변경된 부분을 식별하고, 필요한 만큼만 실제 DOM에 적용합니다.

4. 실제 DOM 패치

변경된 부분이 식별되면, React는 이를 실제 DOM에 최소한의 업데이트로 반영합니다. 이는 성능을 최적화하고, 불필요한 재렌더링을 방지합니다.

가상 DOM의 장점

React가 가상 DOM을 통해 얻는 주요 이점은 다음과 같습니다.

  1. 성능 최적화: 가상 DOM은 변경된 부분만 실제 DOM에 반영하여, 전체 애플리케이션의 성능을 최적화합니다.
  2. 프로그래밍 모델 단순화: 가상 DOM을 사용하면, 개발자는 상태 변화를 단순하게 관리할 수 있습니다. React는 내부적으로 이를 효율적으로 처리합니다.
  3. 유연성: 가상 DOM은 다양한 플랫폼에서 동작할 수 있습니다. React Native는 이를 모바일 애플리케이션 개발에 활용합니다.

결론

가상 DOM은 React.js가 성능 최적화를 달성하는 핵심 요소 중 하나입니다. 이를 통해 변화가 많은 사용자 인터페이스를 효율적으로 관리할 수 있습니다. 가상 DOM의 원리와 동작 방식을 이해하면, React 애플리케이션의 성능을 더욱 최적화할 수 있는 기회를 발견할 수 있습니다.