왜 리액트인가?

이제 자바스크립트로 크로스 플랫폼 애플리케이션을 개발할 수 있는 여러 프레임워크(Ionic, Titanium, NativeScript, React Native 등)를 사용하여 페이스북, 디스코드, 페이팔, 이베이 등 수많은 공룡급 애플리케이션을 개발할 수 있게 되었다.

자바스크립트 프레임워크들은 주로 MVC(Model-View-Controller) 아키텍처, MVVM(Model-View-View Model) 아키텍처를 사용한다.

MVC, MVVM, MVW 등과 같은 여러 구조가 지닌 공통점은 모델(Model)과 뷰(View)가 있다는 것이다. 모델은 애플리케이션에서 사용하는 데이터를 관리하는 영역이고, 뷰는 사용자에게 보이는 부분이다. 프로그램이 사용자에게서 어떤 작업(예: 버튼 클릭, 텍스트 입력 등)을 받으면 컨트롤러는 모델 데이터를 조회하거나 수정하고, 변경된 사항을 뷰에 반영한다. 반영하는 과정에서 보통 뷰를 변형(mutate)한다.

페이스북 개발 팀은 어떤 데이터가 변할 때마다 어떤 변화를 줄지 고민하는 것이 아니라 그냥 기존 뷰를 날려 버리고 처음부터 새로 렌더링하는 방식을 고안해냈다. 이렇게 하면 애플리케이션 구조가 매우 간단하고, 작성해야 할 코드양도 많이 줄어든다. 더 이상 어떻게 변화를 줄지 신경 쓸 필요가 없고, 그저 뷰가 어떻게 생길지 선언하며, 데이터에 변화가 있으면 기존에 있던 것은 버리고 정해진 규칙에 따라 새로 렌더링하면 되기 때문이다

하지만 웹 브라우저에서 이 방식대로 하면 CPU 점유율이 크게 증가할 것이다. DOM은 느리니까. 메모리도 많이 사용할 것이고. 그리고 사용자가 인풋 박스에 텍스트를 입력할 때 기존에 렌더링된 것은 사라지고, 새로 렌더링하면 끊김 현상이 발생할 것이다.

페이스북 개발 팀이 앞서 설명한 방식으로 최대한 성능을 아끼고 편안한 사용자 경험(user experience)을 제공하면서 구현하고자 개발한 것이 바로 리액트(React)이다.

리액트 이해

리액트는 자바스크립트 라이브러리로 사용자 인터페이스를 만드는 데 사용한다. 구조가 MVC, MVW 등인 프레임워크와 달리, 오직 V(View)만 신경 쓰는 라이브러리이다.

컴포넌트는 리액트 프로젝트에서 특정 부분이 어떻게 생길지 정하는 선언체이다. 재사용이 가능한 API로 수많은 기능들을 내장하고 있으며, 컴포넌트 하나에서 해당 컴포넌트의 생김새와 작동 방식을 정의한다.

렌더링은 사용자 화면에 뷰를 보여 주는 것이다.리액트 라이브러리는 뷰를 어떻게 렌더링하길래 데이터가 변할 때마다 새롭게 리렌더링하면서 성능을 아끼고, 최적의 사용자 경험을 제공할 수 있을까?

초기 렌더링

render() {...}

어떤 UI 관련 프레임워크, 라이브러리를 사용하든지 간에 맨 처음 어떻게 보일지를 정하는 초기 렌더링이 필요하다. 리액트에서는 render 함수를 사용한다. 이 함수는 컴포넌트가 어떻게 생겼는지 정의하는 역할을 한다.

이 함수는 html 형식의 문자열을 반환하지 않고, 뷰가 어떻게 생겼고 어떻게 작동하는지에 대한 정보를 지닌 객체를 반환한다. 컴포넌트 내부에는 또 다른 컴포넌트들이 들어갈 수 있다. 이때 render 함수를 실행하면 그 내부에 있는 컴포넌트들도 재귀적으로 렌더링한다. 이렇게 최상위 컴포넌트의 렌더링 작업이 끝나면 지니고 있는 정보들을 사용하여 HTML 마크업(markup)을 만들고, 이를 우리가 정하는 실제 페이지의 DOM 요소 안에 주입한다.

컴포넌트를 실제 페이지에 렌더링할 때는 먼저, 문자열 형태의 HTML 코드를 생성한 후 특정 DOM에 해당 내용을 주입하면 이벤트가 적용된다.

조화 과정

리액트에서 뷰를 업데이트할 때는 "업데이트 과정을 거친다"라기 보다는 "조화 과정(reconciliation)을 거친다"라고 하는 것이 더 정확한 표현이다. 컴포넌트에서 데이터에 변화가 있을 때 우리가 보기에는 변화에 따라 뷰가 변형되는 것처럼 보이지만, 사실은 새로운 요소로 갈아 끼우기 때문이다.

이 작업 또한 render 함수가 맡아서 한다. render 함수는 뷰가 어떻게 생겼고 어떻게 작동하는지 객체를 반환한다고 했었다. 컴포넌트는 데이터를 업데이트했을 때 단순히 업데이트한 값을 수정하는 것이 아니라, 새로운 데이터를 가지고 render 함수를 또 다시 호출한다. 그러면 그 데이터를 지닌 뷰를 새로 생성해내는 것이다.

하지만 이때 render 함수가 반환하는 결과를 곧바로 DOM에 반영하지 않고, 이전에 render 함수가 만들었던 컴포넌트 정보와 현재 render 함수가 만든 컴포넌트 정보를 비교한다.

자바스크립트를 사용하여 두 가지 뷰를 최소한의 연산으로 비교한 후, 둘의 차이를 알아내 최소한의 연산으로 DOM 트리를 업데이트하는 것이다. 결국 방식 자체는 루트 노드부터 시작하여 전체 컴포넌트를 처음부터 다시 렌더링하는 것처럼 보이지만, 사실 최적의 자원을 사용하여 이를 수행하는 것이다.

리액트의 특징

Virtual DOM

리액트의 주요 특징 중 하나는 Virtual DOM을 사용하는 것이다.

DOM 이란?

Document Object Model. 객체로 문서 구조를 표현하는 방법으로 XML이나 HTML로 작성한다.

웹 브라우저는 DOM을 활용하여 객체에 자바스크립트와 CSS를 적용한다. DOM은 트리 형태라서 특정 노드를 찾거나 수정/제거하거나 원하는 곳에 삽입할 수 있다.

이 DOM에는 동적 UI에 최적화되어 있지 않다는 치명적인 단점이 있다.

정적인 HTML은 자바스크립트를 사용하여 동적으로 만들 수 있다. 예를 들어 페이스북을 새각해보면 스크롤바를 내릴수록 수많은 데이터가 로딩된다. 그리고 이 포스트 한 개를 표현할 때 사용되는 <div> 요소 개수는 약 100개이다. 이렇듯 규모가 큰 웹 애플리케이션에서 DOM에 직접 접근하여 변화를 주다 보면 속도가 느려지는 성능 이슈가 발생한다. 웹 브라우저 단에서 변화가 일어나면 웹 브라우저가 CSS를 다시 연산하고, 레이아웃을 구성하고, 페이지를 리페인트한다. 이 과정에서 시간이 허비되는 것이다.

<해결법>

HTML 마크업을 시각적인 형태로 변환하는 것은 웹 브라우저가 하는 주 역할이기 때문에, 이를 처리할 때 컴퓨터 자원을 사용하는 것은 어쩔 수 없다. DOM을 조작할 때마다 엔진이 웹 페이지를 새로 그리기 때문에 업데이트가 너무 잦으면 성능이 저하될 수 있다.

리액트는 Virtual DOM 방식을 사용하여 DOM 업데이트를 추상화함으로써 DOM 처리 횟수를 최소화하고 효율적으로 진행한다.

Virtual DOM

Virtual DOM을 사용하면 실제 DOM에 접근하여 조작하는 대신, 이를 추상화한 자바스크립트 객체를 구성하여 사용한다. 마치 실제 DOM의 가벼운 사본과 비슷하다.

리액트에서 데이터가 변하여 웹 브라우저에 실제 DOM을 업데이트할 때는 다음 세 가지 절차를 밟는다.

1. 데이터를 업데이트하면 전체 UI를 Virtual DOM에 리렌더링한다.
2. 이전 Virtual DOM에 있던 내용과 현재 내용을 비교한다.
3. 바뀐 부분만 실제 DOM에 적용한다.

<오해>

Virtual DOM을 사용한다고 해서 사용하지 않을 때와 비교하여 무조건 빠른 것은 아니다. 리액트 메뉴얼에는 "지속적으로 데이터가 변화하는 대규모 애플리케이션 구축하기" 위해 리액트를 만들었다고 말한다. 결국에는 적절한 곳에 사용해야 리액트가 지닌 진가를 비로소 발휘할 수 있다. 리액트를 사용하지 않아도 코드 최적화를 열심히 하면 DOM 작업이 느려지는 문제를 개선할 수 있고, 또 작업이 매우 간단할 때는(예: 단순 라우팅 정도만 있는 정적인 페이지) 오히려 리액트를 사용하지 않는 편이 더 나은 성능을 보이기도 한다.

리액트와 Virtual DOM이 언제나 제공할 수 있는 것은 바로 업데이트 처리 간결성이다. UI를 업데이트하는 과정에서 생기는 복잡함을 모두 해소하고, 더욱 쉽게 업데이트에 접근할 수 있는 것이다.

기타 특징

일부 웹 프레임워크가 MVC 또는 MVW 등의 구조를 지향하는 것과 달리 리액트는 오직 뷰만 담당한다. 다른 웹 프레임워크가 Ajax, 데이터 모델링, 라우팅 등과 같은 기능을 내장하고 있는 반면, 리액트는 정말 뷰만 신경 쓰는 라이브러리이므로 기타 기능은 직접 구현하여 사용해야 한다.

다른 개발자들이 만든 라이브러리, 즉 라우팅에는 리액트 라우터(react-router), Ajax 처리에는 axios나 fetch, 상태 관리에는 리덕스(redux)나 MobX를 사용하여 빈 자리를 채워야 한다.

해당 분야에서 마음에 드는 라이브러리를 사용하면 되니까 자신의 취향대로 스택을 설정할 수 있다는 장점이 있지만, 여러 라이브러리를 접해야 한다는 단점도 있다.

또 리액트는 다른 웹 프레임워크나 라이브러리와 혼용할 수도 있다. 예를 들어 Backbone.js, AngularJS 등의 프레임워크와 함께 언제든지 사용할 수 있다.