프론트엔드에서 반응성은 무엇일까?

프론트엔드의 가장 근본은 사용자와의 상호작용이다. 사용자가 입력한 값이 즉각적으로 화면에 반영되거나, 데이터를 업데이트하면 UI가 실시간으로 변화하는 경험은 이제 필수적인 요소이다. 그리고 이를 가능케 하는 기술이 바로 반응성이다.

반응성을 통해 우리는 사용자의 요청에 빠르게 대응하고, 데이터의 변화를 실시간으로 반영할 수 있다. 이는 사용자 경험을 향상시키는 데 중요한 역할을 한다. 이로 인해 현대 프론트엔드 개발에서는 어떻게 반응성을 구현할 지가 중요한 주제가 되었다.

프론트엔드에서 반응성은 뭘까?

반응성은 데이터의 변경에 따라 UI도 자동으로 업데이트되는 동작을 말한다. 예를 들어, 쇼핑몰에서 상품 수량을 변경했을 때 총 금액이 즉시 갱신되는 것은 반응성의 대표적인 사례다.

기본적으로 반응성은 데이터와 UI 사이의 실시간 연결을 요구한다. 데이터가 바뀌었을 때 UI가 이를 즉각 반영하고, 반대로 UI에서의 변화도 데이터에 영향을 미칠 수 있다. 이러한 흐름을 효율적으로 처리하기 위해 다양한 프론트엔드 프레임워크가 등장했다.

반응성을 위한 프레임워크의 등장 배경

과거의 웹 애플리케이션은 정적인 HTML 페이지와 서버 중심의 렌더링 방식에 의존했다. 사용자가 새로운 데이터를 요청할 때마다 페이지를 새로고침해야 했고, 이는 느리고 비효율적이었다. 이를 해결하기 위해 클라이언트 사이드에서 데이터를 처리하고 UI를 업데이트할 수 있는 방식이 필요해졌습니다.

새로고침 예시 — 사용자가 새로운 데이터를 요청할 때마다 페이지를 새로고침하는 예시

이러한 요구는 React, Vue, Svelte와 같은 프론트엔드 프레임워크의 탄생으로 이어졌다. 각 프레임워크는 데이터를 관리하고 UI를 업데이트하는 독창적인 방식을 도입하며 반응성 문제를 해결했다.

Virtual DOM의 등장

Virtual DOM은 반응성을 더욱 효율적으로 구현하기 위한 핵심 기술 중 하나로, React가 널리 사용하면서 주목받기 시작했다.

Virtual DOM이란?

Virtual DOM은 실제 DOM(Document Object Model)의 가상 복제본으로, UI의 변경 사항을 메모리 상에서 먼저 계산한 후, 최소한의 변경 사항만 실제 DOM에 반영하는 기술이다.

Virtual DOM의 동작 방식

UI 변경 감지: 데이터가 변경되면 Virtual DOM에 새로운 가상 노드(Tree)가 생성된다.
Diffing Algorithm: 이전 Virtual DOM과 새로운 Virtual DOM을 비교(diff)하여 변경된 부분을 찾아낸다.
최소 단위 업데이트: 변경된 부분만 실제 DOM에 적용(Patch)한다.

Virtual DOM의 장점

성능 최적화: 불필요한 DOM 조작을 최소화하여 렌더링 속도를 개선한다.
예측 가능성: 변경 사항이 Virtual DOM을 통해 명확하게 관리되므로 디버깅이 용이하다.
효율성: 한 번에 여러 변경 사항을 일괄 처리하여 성능을 높인다.

React가 Virtual DOM을 활용하여 반응성을 관리하는 대표적인 예제는 다음과 같다:

import { useState } from 'react';

function Counter() {
  const [count, setCount] = useState(0);

  return (
    <div>
      <p>Count: {count}</p>
      <button onClick={() => setCount(count + 1)}>Increment</button>
    </div>
  );
}

React는 setCount로 상태를 변경할 때 Virtual DOM을 통해 변경된 부분만 업데이트하여 성능을 최적화한다.

단방향 바인딩 vs 양방향 바인딩의 차이점

프론트엔드 프레임워크에서 반응성을 구현하는 방식은 크게 단방향 바인딩과 양방향 바인딩 두 가지로 나뉜다. 각 방식은 데이터와 UI 사이의 연결을 다르게 처리하며, 각각의 장단점이있다.

단방향 바인딩 (React)

단방향 바인딩에서는 데이터가 단 하나의 방향으로만 흐른다. React는 이 방식을 채택하여 데이터 흐름을 State → Props → UI로 제한한다. 이러한 방식은 데이터의 변화를 하나의 출처에서만 추적하므로 예측 가능하고 안정적이다. 하지만 데이터의 변화를 UI에 반영하기 위해 추가적인 작업이 필요할 수 있다.

양방향 바인딩 (Vue, Svelte)

양방향 바인딩에서는 데이터와 UI가 서로 연결되어 있어, 데이터의 변화가 UI에 즉각적으로 반영된다. Vue와 Svelte는 이러한 방식을 채택하여 데이터와 UI를 동기화한다. 이는 개발자가 데이터와 UI를 쉽게 관리할 수 있도록 도와주지만, 복잡한 데이터 흐름을 추적하기 어려울 수 있다.

프레임워크별 반응성 구현 방식

React의 단방향 데이터 흐름

React에서는 양방향 바인딩 대신 단방향 데이터 흐름을 유지하면서, 상태 업데이트 함수를 사용해 입력값을 업데이트한다.

import { useState } from 'react';

function Form() {
  const [name, setName] = useState('');

  const handleChange = (e) => setName(e.target.value);

  return (
    <div>
      <input
        type="text"
        value={name}
        onChange={handleChange}
        placeholder="Enter your name"
      />
      <p>Hello, {name}!</p>
    </div>
  );
}

export default Form;

데이터 흐름: 입력 필드의 값이 변경되면 onChange 이벤트를 통해 상태 업데이트(setName)가 트리거된다.
상태가 변경되면 컴포넌트가 다시 렌더링되어 UI가 업데이트된다.

Vue의 양방향 바인딩

Vue에서는 v-model 디렉티브를 활용하여 입력값과 데이터를 동기화한다.

<template>
  <div>
    <input
      v-model="name"
      placeholder="Enter your name"
    />
    <p>Hello, {{ name }}!</p>
  </div>
</template>

<script>
export default {
  data() {
    return {
      name: ''
    };
  }
};
</script>

v-model: 양방향 바인딩으로 입력 필드와 data 객체의 name이 실시간으로 연결된다.
데이터 동기화: 입력값 변경 시 name이 자동으로 업데이트되고, UI는 이를 반영한다.

Vue에서는 이를 JavaScript의 Proxy를 활용해 구현했다.

Svelte의 양방향 바인딩

Svelte에서는 bind: 구문을 통해 데이터를 입력 필드와 연결한다.

<script>
  let name = '';
</script>

<div>
  <input bind:value={name} placeholder="Enter your name" />
  <p>Hello, {name}!</p>
</div>

스벨트 코드가 제일 적은게 보이는가? 스벨트가 짱이다

bind:value: 입력 필드와 변수 name이 실시간으로 동기화된다.
자동 업데이트: 사용자가 입력을 변경하면 변수 name도 변경되며, 이는 즉시 UI에 반영된다.

Svelte는 컴파일 시간에 코드를 변환하여 반응성을 구현한다.

최근 주목받는 반응성 패턴: Signal

Signal은 최근 주목받는 반응성 패턴으로, 데이터를 효율적으로 관리하고 변경 사항을 추적하는 간단한 구조다. Signal은 다음과 같은 특징을 가지고 있다:

데이터 중심적 접근

Signal은 특정 데이터 값과 해당 데이터의 변경 상태를 추적한다. 데이터가 변경되면 Signal이 이를 감지하여 연관된 UI를 업데이트한다.

최소한의 오버헤드

Signal은 데이터 변경 시 필요하지 않은 부분은 건드리지 않아, 성능을 최적화할 수 있다. React의 Re-rendering이나 Vue의 Proxy처럼 전체 상태를 확인하지 않고 필요한 부분만 갱신한다.

Preact에서 Signal을 사용하는 간단한 예시

import { h } from 'preact';
import { signal } from '@preact/signals';

const name = signal(''); // Signal 선언

function App() {
  const handleChange = (event) => {
    name.value = event.target.value; // Signal 값을 업데이트
  };

  return (
    <div>
      <input
        type="text"
        value={name.value} // Signal 값 사용
        onInput={handleChange} // 입력값 변경 시 Signal 업데이트
        placeholder="Enter your name"
      />
      <p>Hello, {name}!</p> {/* Signal 값이 자동으로 UI에 반영 */}
    </div>
  );
}

export default App;

Signal 패턴은 특히 반응성의 단순화를 지향하며, 기존 프레임워크와도 쉽게 통합될 수 있어 여러 프레임워크에서 도입을 시도하고있다.

결론

반응성은 프론트엔드 개발의 핵심적인 특징중 하나이다. React, Vue, Svelte는 각각 다른 접근 방식을 통해 반응성을 구현하며 개발자에게 다양한 선택지를 제공한다. 최근에는 Signal 같은 새로운 패턴이 등장하면서 반응성을 더욱 단순하게 다룰 수 있게 되었다.