예를 들어서 다건의 동적 셀렉트박스를 생성할 때에 자바스크립트에서는 싱글 스레드 기반으로 동작을 하므로 긴 작업 시간이 필요한 동작을 수행하게 되면 일명 멈춤현상이 발생하게 된다. 이러한 현상은 사용자에게 브라우저가 느리다는 인식과 불편한을 줄 수 있어 반드시 피해야만 하는 상황이다.

아래는 예제코드이다…

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
    <style>
        #select-box .popup {
            display: none;
            position: absolute;
            overflow: auto;
            width: 300px;
            height: 200px;
            border: 1px solid grey;
        }
        #select-box .popup.show {
            display: block;
        }
        #counter {
            font-size: 24px;
        }
    </style>
</head>
<body>

<span id="counter">0</span>

<div id="select-box">
    <span class="title">This is select box</span>

    <div class="popup">
        <ul class="list"></ul>
    </div>
</div>

<script>
    let counter = 0;

    document.addEventListener('DOMContentLoaded', function() {

      // update count when every second
      const counterText = document.querySelector('#counter');
      setInterval(function () {
        counterText.innerText = ++counter;
      });
    });


    const selelctBox = document.querySelector('#select-box');
    const selelctBoxTitle = selelctBox.querySelector('span.title');
    const selelctBoxPopup = selelctBox.querySelector('.popup');
    const selectBoxItems = selelctBox.querySelector('ul.list');

    // create data
    let data = [];
    for (let i = 0; i < 100000; i++) {
      data.push(`item${i}`);
    }

    // create select box by create data
    let len = data.length;
    for (let i = 0; i < len; i++) {
      selectBoxItems.appendChild(createItem(data[i]));
    }

    // add event handler
    selelctBoxTitle.addEventListener('click', function () {
      selelctBoxPopup.classList.toggle('show');
    });

    function createItem(data) {
      let el = document.createElement('li');
      el.innerText = data;
      el.classList.add('item');

      el.addEventListener('click', function () {
        selelctBoxTitle.innerText = data;
        selelctBoxPopup.classList.toggle('show');
      });

      return el;
    }

</script>
</body>
</html>

해당 코드를 수행한 뒤에 프로파일링을 해보면…100000건의 데이터를 조립하여 셀렉트 박스를 출력하는 과정에서 꽤 오랜 시간이 소요되는 것을 확인할 수 있다. (이 시점에 사용자는 버벅 거리는 현상을 체험..) 데이타 10만건

성능 개선하기

해당 현상을 아래와 같은 과정을 통하여 개선할 수 있다.

작업을 쪼개어 수행하기

아이템을 큐에 넣어서 매 프레임마다 나누어 수행하도록 처리한다.

requestIdleCallback()

requestIdleCallback() 메서드 - 크롬과 파이어폭스에서 제공하는 함수로써 매 프레임마다 브라우저가 판단하여 시간적 여유가 있는 경우에 등록한 함수를 호출한다.

requestAnimationFrame()

setInterval()이나 setTimeout()에서 delay에 설정한 값을 해당 값을 정확하게 보장해주지 않는다. 적어도 해당 시간 이내에는 동작을 하지 않는 것을 보장해줄 뿐이다. requestAnimationFrame()은 DOM을 제어하기 위해 자바스크립트에서 제공하는 함수로써, 각 프레임의 스타일 계산, 렌더링 전에 실행되도록 정의되어 있다.

DocumentFragment

DocumentFragment는 하나의 가상 DOM 엘리먼트처럼 동작함으로써 reflow&repaint에 대한 비용을 감소 시키는 효과로 인한 성능을 향상 효과를 기대할 수 있다.

수정된 코드

위의 내용들을 반영하여 코드를 수정하면 아래와 같다.

<script>
    let counter = 0;
    let itemQueue = (function () {
      let list = [];

      return {
        enqueue: (item) => list.push(item),
        dequeue: () => list.shift(),
        isEmpty: () => list.length === 0,
      }
    })();

    document.addEventListener('DOMContentLoaded', function() {

      // update count when every second
      const counterText = document.querySelector('#counter');
      setInterval(function () {
        counterText.innerText = ++counter;
      });
    });


    const selelctBox = document.querySelector('#select-box');
    const selelctBoxTitle = selelctBox.querySelector('span.title');
    const selelctBoxPopup = selelctBox.querySelector('.popup');
    const selectBoxItems = selelctBox.querySelector('ul.list');

    // create data
    let data = [];
    for (let i = 0; i < 100000; i++) {
      data.push(`item${i}`);
    }

    console.time();
    // create select box by create data
    let len = data.length;
    for (let i = 0; i < len; i++) {
      itemQueue.enqueue({
        execute: function(fragment) {
          fragment.appendChild(createItem(data[i]));
        }
      })

      window.requestIdleCallback(processChanges);
    }

    // add event handler
    selelctBoxTitle.addEventListener('click', function () {
      selelctBoxPopup.classList.toggle('show');
    });

    function createItem(data) {
      let el = document.createElement('li');
      el.innerText = data;
      el.classList.add('item');

      el.addEventListener('click', function () {
        selelctBoxTitle.innerText = data;
        selelctBoxPopup.classList.toggle('show');
      });

      return el;
    }


    function processChanges(deadline) {
      let fragment = document.createDocumentFragment();

      // deadline.timeRemaining() - 현재 예상되는 남은 시간을 리턴해준다.
      while (deadline.timeRemaining() > 0 && !itemQueue.isEmpty()) {
        let item = itemQueue.dequeue();
        if (item) {
          item.execute(fragment);
        }
      }

      window.requestAnimationFrame(function () {
        selectBoxItems.appendChild(fragment);
      });

      if (!itemQueue.isEmpty()) {
        window.requestIdleCallback(processChanges);
      } else {
        console.timeEnd();
      }
    }

</script>

위의 코드로 프로파일링을 해보면…동일 건수에 대하여 아래와 같은 결과가 출력되는 것을 확인할 수 있다. 데이타 10만건-성능개선 데이타 10만건-함수호출트리

dequeue 성능 개선

dequeue하는 과정에서 shift() 메소드의 성능이 문제가 되는 것을 확인할 수 있다. 배열을 동적으로 변경하는 작업은 배열이 커질 수록 성능에 영향을 미치므로 다른 자료구조를 이용하여 구현하는 것이 효율적일 수 있다. 일단, 단순하게 배열의 index를 이용하여 접근하는 방식으로 코드를 개선하여 다시 프로파일링을 해보면, dequeue의 수행 시간이 확연하게 줄어든 것을 확인할 수 있다.

    let itemQueue = (function () {
      let list = [];
      let index = 0;

      return {
        enqueue: (item) => list.push(item),
        dequeue: () => {
          // list.shift();
          return list[index++];
        },
        isEmpty: () => (list.length - index) === 0,
      }
    })();

select box 클릭 시의 브라우저 멈춤 현상 개선

display를 이용한 css 처리는 reflow&repaint를 발생시킨다. 프로파일링을 확인해보면, 아래와 같이 layout 작업에서 많은 시간이 소요되는 것을 확인할 수 있다. 데이타 10만건-reflow

해당 부분을 해결하기 위해서는 display와 비슷한 속성인 visibility 옵션을 사용하면, repaint만 발생하므로 reflow에 대한 비용을 줄일 수 있다.

#select-box .popup {
	/*display: none;*/
	visibility:hidden;
	position: absolute;
	overflow: auto;
	width: 300px;
	height: 200px;
	border: 1px solid grey;
}
#select-box .popup.show {
	/*display: block;*/
	visibility: visible;
}

수정한 뒤에 프로파일링 결과를 확인해보면 아래와 같이 성능이 향상된 것과 클릭 시에 화면 멈춤 현상이 기존보다 개선된 것을 확인할 수 있다. 데이타 10만건-reflow개선

Reference