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[브레인저가 알려주는 IT#1] 네트워크 관리, SNMP가 뭔가요?
카프카를 통한 로그 관리 방법
김채욱
2023.09.19
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메모리 누수 위험있는 FinalReference 참조 분석하기
안녕하세요! 저는 개발4그룹에서 제니우스(Zenius) SIEM의 로그 관리 기능 개발을 담당하고 있는 김채욱 입니다. 제가 하고 있는 일은 실시간으로 대용량 로그 데이터를 수집하여 분석 후, 사용자에게 가치 있는 정보를 시각화하여 보여주는 일입니다.
이번 글에서 다룰 내용은
1) 그동안 로그(Log)에 대해 조사한 것과 2) 최근에 CCDAK 카프카 자격증을 딴 기념으로, 카프카(Kafka)를 이용하여 어떻게 로그 관리를 하는지
에 대해 이야기해 보겠습니다.
PART1. 로그
1. 로그의 표면적 형태
로그(Log)는 기본적으로 시스템의 일련된 동작이나 사건의 기록입니다. 시스템의 일기장과도 같죠. 로그를 통해 특정 시간에 시스템에서 ‘어떤 일’이 일어났는지 파악할 수도 있습니다. 이렇게 로그는 시간에 따른 시스템의 동작을 기록하고, 정보는 순차적으로 저장됩니다.
이처럼
로그의 핵심 개념은 ‘시간’
입니다. 순차적으로 발생된 로그를 통해 시스템의 동작을 이해하며, 일종의 생활기록부 역할을 하죠. 시스템 내에서 어떤 행동이 발생하였고, 어떤 문제가 일어났으며, 유저와의 어떤 교류가 일어났는지 모두 알 수 있습니다.
만약 시간의 개념이 없다면 어떻게 될까요? 발생한 모든 일들이 뒤섞이며, 로그 해석을 하는데 어려움이 생기겠죠.
이처럼 로그를 통해 시스템은 과거의 변화를 추적합니다. 똑같은 상황이 주어지면 항상 같은 결과를 내놓는 ‘결정론적’인 동작을 보장할 수 있죠. 로그의 중요성, 이제 조금 이해가 되실까요?
2. 로그와 카프카의 관계
자, 그렇다면! 로그(Log)와 카프카(Kafka)는 어떤 관계일까요? 우선 카프카는 분산 스트리밍 플랫폼으로서, 실시간으로 대용량의 데이터를 처리하고 전송하는데 탁월한 성능을 자랑합니다. 그 중심에는 바로 ‘로그’라는 개념이 있는데요. 좀 더 자세히 짚고 넘어가 보겠습니다.
3. 카프카에서의 로그 시스템
카프카에서의 로그 시스템은, 단순히 시스템의 에러나 이벤트를 기록하는 것만이 아닙니다. 연속된 데이터 레코드들의 스트림을 의미하며, 이를 ‘토픽(Topic)’이라는 카테고리로 구분하죠. 각 토픽은 다시 *파티션(Partition)으로 나누어, 단일 혹은 여러 서버에 분산 저장됩니다. 이렇게 분산 저장되는 로그 데이터는, 높은 내구성과 가용성을 보장합니다.
*파티션(Partition): 하드디스크를 논리적으로 나눈 구역
4. 카프카가 로그를 사용하는 이유
로그의 순차적인 특성은 카프카의 ‘핵심 아키텍처’와 깊게 연결되어 있습니다. 로그를 사용하면,
데이터의 순서를 보장할 수 있어 대용량의 데이터 스트림을 효율적
으로 처리할 수 있기 때문이죠. 데이터를 ‘영구적’으로 저장할 수 있어,
데이터 손실 위험 또한 크게 줄어
듭니다.
로그를 사용하는 또 다른 이유는 ‘장애 복구’
입니다. 서버가 장애로 인해 중단되었다가 다시 시작되면, 저장된 로그를 이용하여 이전 상태로 복구할 수 있게 되죠. 이는 ‘카프카가 높은 가용성’을 보장하는 데 중요한 요소입니다.
∴
로그 요약
로그는 단순한 시스템 메시지를 넘어 ‘데이터 스트림’의 핵심 요소로 활용됩니다. 카프카와 같은 현대의 데이터 처리 시스템은
로그의 이러한 특성을 극대화하여, 대용량의 실시간 데이터 스트림을 효율적으로 처리
할 수 있는 거죠. 로그의 중요성을 다시 한번 깨닫게 되는 순간이네요!
PART2. 카프카
로그에 이어 에 대해 설명하겠습니다. 들어가기에 앞서 가볍게 ‘구조’부터 알아가 볼까요?
1. 카프카 구조
· 브로커(Broker)
브로커는 *클러스터(Cluster) 안에 구성된 여러 서버 중 각 서버를 의미합니다. 이러한 브로커들은, 레코드 형태인 메시지 데이터의 저장과 검색 및 컨슈머에게 전달하고 관리합니다.
*클러스터(Cluster): 여러 대의 컴퓨터들이 연결되어 하나의 시스템처럼 동작하는 컴퓨터들의 집합
데이터 분배와 중복성도 촉진합니다. 브로커에 문제가 발생하면, 데이터가 여러 브로커에 데이터가 복제되어 데이터 손실이 되지 않죠.
·
프로듀서(Producer)
프로듀서는 토픽에 레코드를 전송 또는 생성하는 *엔터티(Entity)입니다. 카프카 생태계에서 ‘데이터의 진입점’ 역할도 함께 하고 있죠. 레코드가 전송될 토픽 및 파티션도 결정할 수 있습니다.
*엔터티(Entity): 업무에 필요한 정보를 저장하고 관리하는 집합적인 것
·
컨슈머(Consumer)
컨슈머는 토픽에서 레코드를 읽습니다. 하나 이상의 토픽을 구독하고, 브로커로부터 레코드를 소비합니다. 데이터의 출구점을 나타내기도 하며, 프로듀서에 의해 전송된 메시지를 최종적으로 읽히고 처리되도록 합니다.
·
토픽(Topic)
토픽은 프로듀서로부터 전송된 레코드 카테고리입니다. 각 토픽은 파티션으로 나뉘며, 이 파티션은 브로커 간에 복제됩니다.
카프카로 들어오는 데이터를 조직화하고, 분류하는 방법을 제공하기도 합니다. 파티션으로 나눔으로써 카프카는 ‘수평 확장성과 장애 허용성’을 보장합니다.
·
주키퍼(ZooKeeper)
주키퍼는 브로커를 관리하고 조정하는 데 도움을 주는 ‘중앙 관리소’입니다. 클러스터 노드의 상태, 토픽 *메타데이터(Metadata) 등의 상태를 추적합니다.
*메타데이터(Metadata): 데이터에 관한 구조화된 데이터로, 다른 데이터를 설명해 주는 데이터
카프카는 분산 조정을 위해 주키퍼에 의존합니다. 주키퍼는 브로커에 문제가 발생하면, 다른 브로커에 알리고 클러스터 전체에 일관된 데이터를 보장하죠.
∴
카프카 구조 요약
요약한다면 카프카는
1) 복잡하지만 견고한 아키텍처 2) 대규모 스트림 데이터를 실시간으로 처리하는 데 있어 안정적이고 장애 허용성이 있음 3) 고도로 확장 가능한 플랫폼을 제공
으로 정리할 수 있습니다.
이처럼 카프카가 큰 데이터 환경에서 ‘어떻게’ 정보 흐름을 관리하고 최적화하는지 5가지의 구조를 통해 살펴보았습니다. 이제 카프카에 대해 조금 더 명확한 그림이 그려지지 않나요?
2. 컨슈머 그룹과 성능을 위한 탐색
카프카의 가장 주목할 만한 특징 중 하나는
‘컨슈머 그룹의 구현’
입니다. 이는 카프카의 확장성과 성능 잠재력을 이해하는 데 중심적인 개념이죠.
컨슈머 그룹 이해하기
카프카의 핵심은
‘메시지를 생산하고 소비’
하는 것입니다. 그런데 수백만, 심지어 수십억의 메시지가 흐르고 있을 때 어떻게 효율적으로 소비될까요?
여기서 컨슈머 그룹(Consumer Group)이 등장합니다. 컨슈머 그룹은, 하나 또는 그 이상의 컨슈머로 구성되어 하나 또는 여러 토픽에서 메시지를 소비하는데 협력합니다. 그렇다면 왜 효율적인지 알아보겠습니다.
·
로드 밸런싱:
하나의 컨슈머가 모든 메시지를 처리하는 대신, 그룹이 부하를 분산할 수 있습니다. 토픽의 각 파티션은 그룹 내에서 정확히 하나의 컨슈머에 의해 소비됩니다. 이는 메시지가 더 빠르고 효율적으로 처리된다는 것을 보장합니다.
·
장애 허용성:
컨슈머에 문제가 발생하면, 그룹 내의 다른 컨슈머가 그 파티션을 인수하여 메시지 처리에 차질이 없도록 합니다.
·
유연성:
데이터 흐름이 변함에 따라 그룹에서 컨슈머를 쉽게 추가하거나 제거합니다. 이에 따라 증가하거나 감소하는 부하를 처리할 수 있습니다.
여기까지는 최적의 성능을 위한 ‘카프카 튜닝 컨슈머 그룹의 기본 사항’을 다루었으니, 이와 관련된 ‘성능 튜닝 전략’에 대해 알아볼까요?
성능 튜닝 전략
·
파티션 전략:
토픽의 파티션 수는, 얼마나 많은 컨슈머가 활성화되어 메시지를 소비할 수 있는지 영향을 줍니다. 더 많은 파티션은 더 많은 컨슈머가 병렬로 작동할 수 있음을 의미하는 거죠. 그러나 너무 많은 파티션은 *오버헤드를 야기할 수 있습니다.
*오버헤드: 어떤 처리를 하기 위해 간접적인 처리 시간
·
컨슈머 구성:
*fetch.min.bytes 및 *fetch.max.wait.ms와 같은 매개변수를 조정합니다. 그다음 한 번에 얼마나 많은 데이터를 컨슈머가 가져오는지 제어합니다. 이러한 최적화를 통해 브로커에게 요청하는 횟수를 줄이고, 처리량을 높입니다.
*fetch.min.bytes: 한 번에 가져올 수 있는 최소 데이터 사이즈 *fetch.max.wait.ms: 데이터가 최소 크기가 될 때까지 기다릴 시간
·
메시지 배치:
프로듀서는 메시지를 함께 배치하여 처리량을 높일 수 있게 구성됩니다. *batch.size 및 *linger.ms와 같은 매개변수를 조정하여, 대기 시간과 처리량 사이의 균형을 찾을 수 있게 되죠.
*batch.size: 한 번에 모델이 학습하는 데이터 샘플의 개수 *linger.ms: 전송 대기 시간
·
압축:
카프카는 메시지 압축을 지원하여 전송 및 저장되는 데이터의 양을 줄입니다. 이로 인해 전송 속도가 빨라지고 전체 성능이 향상될 수 있습니다.
·
로그 정리 정책:
카프카 토픽은, 설정된 기간 또는 크기 동안 메시지를 유지할 수 있습니다. 보존 정책을 조정하면, 브로커가 저장 공간이 부족해지는 점과 성능이 저하되는 점을 방지할 수 있습니다.
3. 컨슈머 그룹과 성능을 위한 실제 코드 예시
다음 그림과 같은 코드를 보며 조금 더 자세히 살펴보겠습니다. NodeJS 코드 중 일부를 발췌했습니다. 카프카 설치 시에 사용되는 설정 파일 *server.properties에서 파티션의 개수를 CPU 코어 수와 같게 설정하는 코드입니다. 이에 대한 장점들을 쭉 살펴볼까요?
*server.properties: 마인크래프트 서버 옵션을 설정할 수 있는 파일
CPU 코어 수에 파티션 수를 맞추었을 때의 장점
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최적화된 리소스 활용:
카프카에서는 각 파티션이 읽기와 쓰기를 위한 자체 *I/O(입출력) 스레드를 종종 운영합니다. 사용 가능한 CPU 코어 수와 파티션 수를 일치시키면, 각 코어가 특정 파티션의 I/O 작업을 처리합니다. 이 동시성은 리소스에서 최대의 성능을 추출하는 데 도움 됩니다.
·
최대 병렬 처리:
카프카의 설계 철학은 ‘병렬 데이터 처리’를 중심으로 합니다. 코어 수와 파티션 수 사이의 일치는, 동시에 처리되어 처리량을 높일 수 있습니다.
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간소화된 용량 계획:
이 접근 방식은, 리소스 계획에 대한 명확한 기준을 제공합니다. 성능 병목이 발생하면 CPU에 *바인딩(Binding)되어 있는지 명확하게 알 수 있습니다. 인프라를 정확하게 조정할 수도 있게 되죠.
*바인딩(Binding): 두 프로그래밍 언어를 이어주는 래퍼 라이브러리
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오버헤드 감소:
병렬 처리와 오버헤드 사이의 균형은 미묘합니다. 파티션 증가는 병렬 처리를 촉진할 수 있습니다. 하지만 더 많은 주키퍼 부하, 브로커 시작 시간 연장, 리더 선거 빈도 증가와 같은 오버헤드도 가져올 수도 있습니다. 파티션을 CPU 코어에 맞추는 것은 균형을 이룰 수 있게 합니다.
다음은 프로세스 수를 CPU 코어 수만큼 생성하여, 토픽의 파티션 개수와 일치시킨 코드에 대한 장점입니다.
파티션 수와 컨슈머 프로세스 수 일치의 장점
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최적의 병렬 처리:
카프카 파티션의 각각은 동시에 처리될 수 있습니다. 컨슈머 수가 파티션 수와 일치하면, 각 컨슈머는 특정 파티션에서 메시지를 독립적으로 소비할 수 있게 되죠. 따라서 병렬 처리가 향상됩니다.
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리소스 효율성:
파티션 수와 컨슈머 수가 일치하면, 각 컨슈머가 처리하는 데이터의 양이 균등하게 분배됩니다. 이로 인해 전체 시스템의 리소스 사용이 균형을 이루게 되죠.
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탄력성과 확장성:
트래픽이 증가하면, 추가적인 컨슈머를 컨슈머 그룹에 추가하여 처리 능력을 증가시킵니다. 동일한 방식으로 트래픽이 감소하면 컨슈머를 줄여 리소스를 절약할 수 있습니다.
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고가용성과 오류 회복:
컨슈머 중 하나가 실패하면, 해당 컨슈머가 처리하던 파티션은 다른 컨슈머에게 자동 재분배됩니다. 이를 통해 시스템 내의 다른 컨슈머가 실패한 컨슈머의 작업을 빠르게 인수하여, 메시지 처리가 중단되지 않습니다.
마지막으로 각 프로세스별 컨슈머를 생성해서 토픽에 구독 후, 소비하는 과정을 나타낸 소스코드입니다.
∴
컨슈머 그룹 요약
컨슈머 그룹은 높은 처리량과 장애 허용성 있는 메시지 소비를 제공하는 능력이 핵심입니다. 카프카가 어떤 식으로 운영되는지에 대한 상세한 부분을 이해하고 다양한 매개변수를 신중하게 조정한다면, 어떠한 상황에서도 카프카의 최대 성능을 이끌어낼 수 있습니다!
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참고 자료
· Jay Kreps, “I Hearts Logs”, Confluent
· 위키피디아, “Logging(computing)”
· Confluent, “https://docs.confluent.io/kafka/overview.html”
· Neha Narkhede, Gwen Shapira, Todd Palino, “Kafka: The Definitive Guide”
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모니터링 화면은 수많은 대상을 계층적으로 표현하는 Tree, 여러 상태와 속성을 한 화면에 보여 주는 Grid, 실시간으로 갱신되는 대시보드처럼 높은 정보 밀도를 요구합니다. 이러한 화면의 성능은 단순히 데이터 건수만으로 설명하기 어렵습니다. 동일한 1,000건이라도 텍스트만 나열하는 화면과 각 항목에 아이콘, 체크박스, 편집 컴포넌트와 이벤트가 결합된 화면의 비용은 다릅니다. 브라우저가 처리하는 대상은 데이터 자체가 아니라 데이터로부터 생성된 DOM과 스타일 변화이기 때문입니다. 따라서 웹 UI 성능을 최적화하려면 데이터의 양뿐 아니라, 데이터로부터 생성되는 DOM의 규모와 화면 변경이 영향을 미치는 범위를 함께 살펴봐야 합니다. 이 글에서는 Tree, Grid, CSS 세 가지 사례를 중심으로 브라우저 렌더링 과정에서 어떤 비용이 발생하는지, 그리고 이를 줄이기 위해 어떤 방식을 적용할 수 있는지 살펴보겠습니다. 브라우저는 화면을 어떻게 갱신하는가 JavaScript나 프레임워크가 화면의 상태를 변경하면 브라우저는 변경된 DOM과 CSS가 어떤 요소에 영향을 주는지 판단합니다. 이후 변경 내용에 따라 Style Calculation, Layout, Paint, Composite 과정을 수행합니다. Style Calculation은 적용할 스타일을 결정하고, Layout은 요소의 크기와 위치를 계산합니다. Paint는 화면에 그릴 픽셀 정보를 만들며, Composite는 레이어를 합쳐 최종 화면을 구성합니다. 브라우저의 주요 렌더링 파이프라인 모든 변경이 전체 과정을 거치는 것은 아닙니다. 변경 종류에 따라 Layout이나 Paint 같은 일부 단계는 생략될 수 있으며, transform이나 opacity 변경은 조건에 따라 Composite 중심으로 처리될 수 있습니다. 또한 JavaScript 실행과 주요 렌더링 작업의 상당 부분은 Main Thread에서 이루어집니다. 긴 JavaScript 작업이 실행되거나 처리해야 하는 DOM과 스타일 범위가 커지면 사용자 입력이나 다음 화면 갱신이 지연될 수 있습니다. 이러한 렌더링 비용은 화면의 구조에 따라 서로 다른 형태로 나타납니다. Tree에서는 동시에 생성되는 DOM 수, Grid에서는 Cell 내부 컴포넌트 구조, CSS에서는 선택자 범위와 변경 속성이 주요 비용으로 연결됩니다. 01. Tree의 성능 텍스트와 펼침 버튼 정도로 구성된 단순한 Tree는 비교적 안정적으로 동작합니다. 하지만 실제 서비스에서는 하나의 노드에 아이콘, 체크박스, 상태 표시, 부가 정보, Context Menu와 사용자 이벤트가 결합되는 경우가 많습니다. 노드마다 반응형 상태가 연결되어 있다면 컴포넌트 생성과 업데이트 비용도 함께 증가합니다. 같은 노드 수라도 내부 구조에 따라 실제 DOM 규모가 달라진다 실제 프로젝트에서 1,000개 이상의 노드를 렌더링했을 때 성능 저하가 발생했습니다. 다만 이 수치가 일반적인 한계는 아닙니다. 노드 구조와 펼쳐진 비율, 상태 관리 방식에 따라 임계점은 달라질 수 있습니다. 이처럼 Tree의 성능은 단순한 노드 수보다 실제로 얼마만큼의 데이터와 DOM을 동시에 다루는지에 더 큰 영향을 받습니다. 지연 로딩과 Virtual Scroll은 서로 다른 비용을 줄입니다 초기에는 Root 또는 일정 계층까지만 조회하고, 사용자가 노드를 펼칠 때 자식 데이터를 요청할 수 있습니다. 지연 로딩은 네트워크 응답과 최초 렌더링 범위를 줄이는 데 도움이 됩니다. 다만 사용자가 여러 노드를 계속 펼치면 클라이언트가 보유하는 데이터와 DOM은 다시 증가할 수 있습니다. 지연 로딩은 데이터 범위를, Virtual Scroll은 DOM 범위를 제한한다 Virtual Scroll은 전체 스크롤 영역을 유지하면서 현재 Viewport와 인접 영역만 DOM으로 만듭니다. 화면 밖 노드는 제거하거나 재사용하므로 전체 데이터가 증가하더라도 DOM이 같은 비율로 증가하지 않습니다. 즉, 두 방식은 비슷해 보이지만 줄이는 대상이 다릅니다. 지연 로딩은 조회하는 데이터 범위를 제한하고, Virtual Scroll은 실제로 생성되는 DOM 범위를 제한합니다. Viewport가 곧 렌더링 예산입니다 Virtual Scroll을 적용하더라도 한 번에 화면에 표시되는 영역이 커지면 동시에 렌더링되는 노드 수 역시 증가합니다. Tree 높이가 커지면 동시에 표시되는 노드도 증가하며, 컨테이너나 Row 높이가 불안정하면 범위 계산 오류와 반복 Layout이 발생할 수 있습니다. 따라서 정보 밀도와 노드 하나의 비용을 기준으로 Viewport를 설계해야 합니다. 검색은 DOM이 아니라 데이터 계층에서 처리합니다 Virtual Scroll에서는 화면 밖 노드가 DOM에 존재하지 않습니다. 여기에 지연 로딩까지 적용했다면 클라이언트가 전체 Tree 데이터를 보유하지 않을 수도 있습니다. 이러한 구조에서는 화면에 현재 존재하는 DOM만을 대상으로 검색해서는 전체 Tree를 탐색하기 어렵습니다. 따라서 서버는 전체 데이터를 검색해 노드 ID와 상위 경로를 반환하고, 클라이언트는 필요한 계층만 로딩해 검색 노드로 이동할 수 있습니다. 서버 검색 결과의 ID와 상위 경로를 이용한 노드 이동 Tree에서는 결국 데이터 조회 범위와 DOM 생성 범위를 분리해 관리하는 것이 중요합니다. 다음으로 Grid에서는 같은 문제를 Row와 Cell 단위에서 어떻게 바라볼 수 있는지 살펴보겠습니다. 02. Grid의 성능 Grid도 Virtual Scroll을 사용해 현재 Viewport와 인접 영역의 Row만 렌더링할 수 있습니다. 다만 Grid는 단순히 데이터를 보여 주는 것뿐 아니라 정렬, 필터, 검색, 페이지 이동을 통해 데이터를 탐색하는 경우가 많습니다. 따라서 Virtual Scroll과 함께 Pagination이나 서버 사이드 처리도 고려해야 합니다. Virtual Scroll과 Pagination은 서로 다른 탐색 경험을 제공한다 Pagination은 페이지당 Row 수를 제한하고 현재 위치를 명시적인 번호로 보여 줍니다. 전체 데이터가 크다면 모든 데이터를 클라이언트로 가져온 뒤 나누는 대신, 서버에 페이지 번호와 크기를 전달해 현재 범위만 응답받는 방식이 적합합니다. 이때 중요한 것은 단순히 데이터를 나누는 것뿐 아니라, 정렬과 필터를 어떤 순서로 적용할 것인지입니다. 정렬과 필터는 Pagination 이전에 적용합니다 현재 페이지에서만 정렬하거나 필터링하면 다른 페이지의 데이터는 결과에 반영되지 않습니다. 전체 데이터 기준의 일관된 결과가 필요하다면 서버에서 필터와 정렬을 먼저 수행한 뒤 페이지 범위를 추출해야 합니다. 서버 사이드 필터, 정렬, Paging 처리 순서 반대로 데이터가 작고 전체 결과가 이미 클라이언트에 있다면 클라이언트 처리가 더 단순할 수 있습니다. 서버 사이드 처리는 데이터가 크거나 지속적으로 변경되고, 전체 결과의 일관성이 필요한 경우에 적합합니다. Grid에서는 데이터 범위뿐 아니라 Cell 내부 구조도 성능에 영향을 줍니다. 특히 Grid를 조회 화면이 아니라 편집 화면으로 사용하는 경우에는 이 차이가 더 커질 수 있습니다. Grid를 에디터로 사용하면 Cell이 렌더링 단위가 됩니다 편집 가능한 Cell에는 Text Input, Select, Date Picker, Validation과 Popup이 포함될 수 있습니다. 이 경우 Grid의 비용은 Row 수뿐 아니라 Column 수와 Cell 하나의 DOM 및 컴포넌트 복잡도에 영향을 받습니다. Grid 렌더링 비용 = Row 수 × Column 수 × Cell 하나의 복잡도 표시 상태와 편집 상태를 분리해 에디터 생성 범위를 제한한다 일반 상태에서는 텍스트나 포맷된 값만 보여 주고, 현재 편집 중인 Cell 또는 Row에만 에디터를 생성할 수 있습니다. CSS로 숨기는 것만으로는 이미 생성된 DOM과 컴포넌트 초기화 비용이 남으므로 조건부 렌더링이 필요합니다. 편집 상태는 UI 생명주기와 분리합니다 Virtual Scroll에서는 편집 중인 Row가 Viewport 밖으로 이동하면서 DOM에서 제거될 수 있습니다. 따라서 수정 값은 에디터 내부가 아니라 Row 데이터나 별도 저장소에 보관해야 합니다. 즉, Grid에서는 화면에 보이는 Row 수를 줄이는 것뿐 아니라 Cell 내부 컴포넌트를 언제 생성하고, 편집 상태를 어디에 보관할지까지 함께 고려해야 합니다. Tree와 Grid가 주로 DOM과 컴포넌트 생성 범위의 문제라면, CSS에서는 화면 변경 시 브라우저가 다시 계산해야 하는 스타일 범위가 중요한 요소가 됩니다. 03. CSS의 성능 DOM 구조나 Class, 상태가 변경되면 브라우저는 기존 스타일 결과를 계속 사용할 수 있는지 판단합니다. 기존 결과를 사용할 수 없다고 판단하는 과정을 Style Invalidation이라고 하며, 무효화된 요소는 다시 Style Calculation의 대상이 됩니다. CSS 성능을 살펴볼 때는 다음과 같은 요소를 함께 확인해야 합니다. 선택자가 탐색하는 DOM의 범위와 적용되는 요소 수 상태 변경으로 스타일이 무효화되는 범위와 변경 빈도 변경된 속성이 요구하는 Layout, Paint, Composite 단계 동시에 애니메이션되는 요소의 수 이 기준을 구체화하기 위해 선택자 평가 범위와 관련된 :has()와, 속성 변경 비용을 보여 주는 transition을 대표 사례로 살펴보겠습니다. :has()는 관계를 조건으로 선택합니다 :has()는 특정 요소가 조건을 만족하는 하위 또는 인접 요소를 가지고 있는지에 따라 대상을 선택하는 관계형 가상 클래스입니다. 상위 요소를 선택하는 용도로 자주 사용되므로 부모 선택자라고도 설명합니다. :has()의 비용은 기준 요소와 탐색 범위에 영향을 받는다 :has() 자체가 항상 느린 것은 아닙니다. 다만 body나 :root처럼 넓은 요소를 기준으로 사용하고, 상태가 빈번하게 변경되며, 같은 선택자가 많은 반복 요소에 적용된다면 Style Invalidation 범위가 커질 수 있습니다. 따라서 선택자의 형태 자체보다 어느 범위에서 얼마나 자주 평가되는지를 함께 보는 것이 중요합니다. 상태 Class도 대안입니다 애플리케이션이 이미 선택 상태를 관리한다면 상위 요소에 상태 Class를 직접 지정할 수 있습니다. 선택자 평가는 단순해지지만 상태와 DOM Class의 동기화가 필요하므로 실제 비용을 측정해 판단해야 합니다. 선택자의 범위와 함께 살펴봐야 할 또 하나의 요소는 변경하는 CSS 속성입니다. 같은 시각적 변화라도 어떤 속성을 사용하는지에 따라 브라우저가 수행하는 렌더링 단계는 달라질 수 있습니다. transition은 무엇을 변경하느냐가 중요합니다 transition은 속성값의 시작과 종료 사이를 일정 시간 동안 보관합니다. width, height, left처럼 크기와 배치에 관여하는 속성은 프레임마다 Layout과 Paint를 유발할 수 있습니다. 반면 transform과 opacity는 배치를 변경하지 않으므로 조건이 맞으면 Composite 단계에서 처리될 수 있습니다. Layout 속성과 Composite 중심 속성의 일반적인 렌더링 경로 Toggle Handle처럼 보이는 위치만 이동한다면 left 대신 translateX를 검토할 수 있습니다. 반대로 주변 요소가 변경된 크기와 위치를 기준으로 재배치되어야 한다면 Layout 속성이 필요합니다. transform 역시 항상 정답은 아닙니다. 과도한 레이어 승격은 메모리와 Composite 비용을 증가시킬 수 있기 때문입니다. 결국 CSS에서도 중요한 것은 특정 속성이나 선택자를 무조건 피하는 것이 아니라, 브라우저가 다시 계산해야 하는 범위와 단계를 줄이는 것입니다. 04. 세 사례에서 공통으로 줄인 것 Tree, Grid, CSS에는 서로 다른 해결 방법이 적용되었지만 브라우저 관점에서는 같은 방향의 최적화입니다. 공통적으로 줄인 것은 브라우저가 다시 처리해야 하는 작업의 범위입니다. 세 사례를 비교해 보면 성능 문제의 형태는 달라도, 결국 얼마나 많은 요소를 동시에 처리하는지, 한 번의 변경이 어디까지 영향을 주는지, 같은 작업이 얼마나 반복되는지로 문제를 나눠볼 수 있습니다. 성능 문제를 분해하는 세 가지 질문 웹 UI의 성능 문제를 확인할 때는 다음 세 가지 질문을 기준으로 살펴볼 수 있습니다. 동시에 관리하는 DOM과 컴포넌트는 몇 개인가? 한 번의 변경이 어느 범위까지 영향을 주는가? 같은 작업이 얼마나 자주 반복되는가? 이렇게 문제를 나눈 뒤에는 실제 브라우저에서 어떤 작업이 오래 걸리고 있는지 확인해야 합니다. 렌더링 원리는 측정 지점을 찾기 위한 기준입니다 브라우저 렌더링 원리를 이해한다고 모든 성능 문제가 해결되는 것은 아닙니다. 다만 어떤 항목을 측정해야 하는지 판단하는 기준은 될 수 있습니다. Tree와 Grid에서는 DOM Node 수, Scripting 및 Rendering 시간, Long Task와 Frame Drop을 확인할 수 있습니다. CSS에서는 Recalculate Style, Selector Stats, Layout과 Paint 빈도, 합성 레이어 수를 확인해야 합니다. 이때 한 가지 더 구분해야 할 것은 모든 화면 지연이 렌더링에서 발생하는 것은 아니라는 점입니다. 모든 화면 지연이 렌더링 문제는 아닙니다 서버 응답 이전의 지연과 응답 이후 Main Thread의 지연을 구분해야 합니다. 네트워크, 서버, 이미지, 메모리와 비동기 상태 관리 문제도 별도의 측정이 필요합니다. 따라서 화면이 느리다는 현상만으로 원인을 렌더링 문제로 단정하기보다, 먼저 지연이 발생하는 구간을 나누고 그에 맞는 지표를 확인하는 과정이 필요합니다. 마치며 Virtual Scroll, Pagination, 조건부 렌더링과 transform은 그 자체로 성능을 보장하지 않습니다. 각각 데이터 조회 범위, DOM 수, 컴포넌트 생성 범위와 렌더링 단계를 제어하기 위한 수단입니다. 중요한 것은 빠르다고 알려진 기술을 적용하는 것이 아니라, 현재 화면에서 브라우저가 수행하는 작업을 구분하고 실제 측정으로 판단하는 것입니다. Tree에서는 얼마나 많은 DOM이 동시에 생성되는지, Grid에서는 Row와 Cell 내부 컴포넌트가 어느 범위까지 만들어지는지, CSS에서는 한 번의 변경으로 얼마나 넓은 범위가 다시 계산되는지를 살펴봐야 합니다. 브라우저 렌더링 원리를 이해하는 목적은 불필요한 비용을 처음부터 줄이고, 성능 문제가 발생했을 때 올바른 측정 지점을 선택하는 데 있습니다. 참고 자료 web.dev - Rendering performance Chrome DevTools - Selector Stats WebKit - CSS :has()
2026.08.31
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