React는 UI의 상태를 추적하고 변화가 일어난 요소들을 빠르게 업데이트할 수 있도록 Virtual DOM이라는 가상의 DOM 객체를 활용한다.
이는 실제 DOM의 가벼운 사본 같은 개념으로, React는 Real DOM 객체에 접근하여 조작하는 대신 이 가상의 DOM 객체에 접근하여 변화 전과 변화 후를 비교하고 바뀐 부분을 적용한다.
Real DOM (DOM)이란?
DOM은 Document Object Model의 약자로, 뜻을 그대로 풀자면 문서 객체 모델을 의미한다. 여기서 문서 객체란 브라우저가 JavaScript와 같은 스크립팅 언어가 <html>, <head>, <body>와 같은 태그들에 접근하고 조작할 수 있도록 문서를 트리 구조로 객체화한 것을 말한다. 다시 말하자면 DOM은 브라우저가 HTML 문서를 조작할 수 있도록 트리 구조화한 객체 모델이다.
DOM의 조작 속도가 느려지는 이유
DOM은 계층적 형태의 트리 구조로 구성되어 있다. 자료구조 중에서도 특히 트리는 “데이터 저장"의 의미보다는 “저장된 데이터를 더 효과적으로 탐색”하기 위해 사용되므로, 빠른 자료 탐색 성능이 장점인 자료구조라고 볼 수 있다. 그렇기 때문에 그런 트리 구조로 된 DOM은 JavaScript와 같은 스크립팅 언어가 접근하고 탐색하는 속도가 빠르기 때문에 변경 및 업데이트 속도 또한 빠르다고 할 수 있다.
그러나 DOM이 변경되고 업데이트가 된다는 것은 결국 브라우저의 렌더링 엔진 또한 리플로우(Reflow)한다는 것을 의미한다. 만약 DOM이 변경된다면 업데이트된 요소와 그에 해당하는 자식 요소들에 의해 DOM 트리를 재구축하게 된다.
그 과정에서 이에 대한 레이아웃 재연산을 수행하는 리플로우, 그리고 이를 화면에 그려내는 Repaint 과정을 거치게 되는데, 이때 변화가 필요 없는 부분도 변경되면서 잦은 리플로우 발생으로 인해 성능을 떨어뜨리는 문제를 야기하게 되었다. 따라서 JavaScript를 통한 DOM 조작이 많아질수록 이에 대한 리플로우가 발생하므로 DOM 업데이트 비용이 커질 수 있다.
Virtual DOM이란?
가상 DOM은 실제 DOM과 동기화되어, 상태가 변경될 때마다 가상 DOM을 새로 생성하여 이전 상태와 비교한다. 그리고 변경이 필요한 부분만 실제 DOM에 반영하여 업데이트하므로, 전체 UI를 다시 그리지 않아도 된다.
React에는 DOM 객체에 대응하는 가상의 DOM 객체가 있다. 상대적으로 무거운 DOM에 비하여 React의 가상 DOM 객체는 자바스크립트 객체로 이루어져 있기 때문에 실제 DOM 객체와 동일한 속성을 가지고 있음에도 “훨씬 가벼운 사본”이라고 표현할 수 있다. 다만 가상 DOM 객체는 말 그대로 가상이기 때문에 비교를 위해 사용되며, 실제 DOM 객체처럼 화면에 표시되는 내용을 직접 변경하는 것은 아니다.
Virtual DOM의 동작 과정
리액트는 상태를 변경하는 작업(e.g. 이벤트)이 일어났을 때, 가상 DOM에 저장된 이전 상태와 변경된 현재 상태를 비교한다.
이 비교 과정에서 React는 Diffing 알고리즘을 사용하여 변경된 부분을 감지한다. 따라서 React에서 상태를 변경하는 경우에는 Diffing 알고리즘에서 이를 감지할 수 있도록 직접 할당이 아닌 setState와 같은 메서드를 활용해 상태를 변경한다.
그리고 가상 DOM과 변경된 새로운 가상 DOM을 비교하여 변경이 필요한 부분만 실제 DOM에 반영하여 업데이트한다. 이것을 Reconciliation, 즉 재조정이라고 한다.
이 과정에서 여러 개의 상태 변화가 있을 경우 이를 일일이 수행하지 않고 일괄적으로 한 번에 업데이트(Batch Update)한다. 이를 통해 성능을 최적화하고 불필요한 리렌더링을 최소화할 수 있다.
Virtual DOM은 빠르다?
가상 DOM은 일반적으로 실제 DOM을 직접 조작하는 것보다 빠르다는 것이 맞지만, 모든 경우에 그렇지는 않다. 때로는 직접 DOM을 조작하는 것이 더 빠를 수 있다.
실제 DOM 조작이 느려지는 대부분의 경우는 DOM 조작이 발생할 때마다 브라우저에서 다시 레이아웃을 계산하고, 페이지를 다시 그리기 때문이다. 이러한 렌더링 과정에서 발생하는 비용이 크기 때문에, 가상 DOM을 활용하여 실제 DOM 조작을 최소화하는 것이 성능 최적화의 핵심이라고 볼 수 있다.
