JavaScript | Posted by Rhio.kim 2008/04/09 23:02

Javascript Application(RIA) Memory Management

부제 : garbage collection in javascript
자바스크립트 어플리케이션 메모리 관리라기 보다 가비지 컬랙션(Gabege Collection)과 클로져(closure)와 순환참조(circular reference) 의 관계에 대한 글에 가깝습니다.


중간 중간 정리하면서 가비지 컬랙션에 대한 참조한 블로그가 있었는데 까묵었습니다. ^-^;


간단 명료하게 결론부터 정리합니다.
Javascript RIA 개발 시 간과해서는 안되는 중요한 부분중에 한가지 입니다. 
바로 메모리 관리 Memory Management입니다.


  이미 여러 javascript로 RIA 개발 경험이 있는 개발자라면 뼈저리게 느끼고 있을 것입니다.
못느꼇다면 꼭 한번 브라우저를 띄우고 개발해 놓은 요소들을 메모리 테스트를 해보시기 바랍니다.

  그리고 윈도우 어플리케이션 개발자라면 이 메모리 관리에 대해서 매우 예민한 부분이 아닐 수 없습니다.  윈도우 어플리케이션도 아닌데 메모리 관리를 해줘야 한다니 그냥 웃고 넘어갈 분들도 계시겠지만 RIA 개발하려는 모든 분들께 메모리 관리에 대한 중요성을 전달해 주고 싶습니다.


가비지 컬랙션(Garbage Collection) ?
 힙heap영역에 할당된 더 이상 사용되지 않는 메모리인 가비지garbage를 가비지 컬랙터garbage collector가 다른 객체가 사용할 수 있도록 정리하는 것을 말합니다.

객체가 가리키는 참조 변수가 null이 지정되거나 객체가 더 이상 참조하지 않게 되었을 때 가비지 컬랙터의 후보가 되며 이러한 객체들은 가비지 컬랙터에 의해 메모리를 반환하게 됩니다.


가비지 컬랙션의 대상
1. 객체에 null 값이 대입되었을 때
    e.g.   var dat = new Date();
                  dat = null;
2. 참조변수에 다른 객체가 대입될 때
    e.g.   var dat = document.getElementById(‘rhio’);
                  dat = 29;
3. 메소드의 수행이 끝났을 때
    e.g.   function func() {
            var dat = document.getElementById(‘rhio’);
            //do something
          }

가비지 컬랙션과 순환참조에 대한 좋은 글  옷장수님 블로그#가비지 컬렉션의 이해

사용자 삽입 이미지
자바의 가비지 컬렉션은 자바가상머신Java Vitural Machine에서 알아서 처리하지만 개발자에 의해 직접 가비지 컬랙션을 수행 요청을 할 수 있습니다.  하지만 javascript의 경우에는 따로 개발자에 의해 가비지 컬랙션의 작업 수행 요청할 수 있는 매커니즘이 존재하지 않습니다.

Javascript는 주기적으로 가비지 컬랙션의 대상에 대한 리소스 반환 작업을 수행하게 됩니다.

IE 브라우저의 경우 순환참조Circular Reference 발생과  클로져 형성으로 메모리 누수에 대한 심각한 문제가 시작됩니다.   Javascript에서의 순환참조(Circular Reference)라 함은 Javascript 객체가 DOM 객체에 대한 레퍼런스를 포함하고 그 DOM 객체가 javascript 객체의 레퍼런스를 포함할 때를 말합니다.

위의 문단이 자바스크립트에만 순환참조가 있다라는 글로 오해될 수 있을 것 같아 살짝 수정 및 아래 내용을 추가합니다.  일반적인 순환참조(circular refrenece)에 대한 설명이 더욱 필요할 것 같네요.  (옷장수님이 의견 주셨습니다.)

일반적인 순환참조(Circular Reference)란?
참고 :
    http://en.wikipedia.org/wiki/Circular_reference
    http://en.wikipedia.org/wiki/Reference_counting


사용자 삽입 이미지

위의 예제는 흔히 우리가 알고 있는 javascript의 순환참조가 발생되면서 메모리 누수현상을 단편적으로 설명할 수 있는 예시가 됩니다.

div는 DOM 객체의 레퍼런스를 담고 있습니다. 이 DOM 객체를 outerFn 가 첫번째 인자로 취하여 DOM 객체에 func라는 프로퍼티property  javascript의 익명함수anonymous function 를 참조reference하게 합니다.

이 자체가 메모리 누수라 할 수는 없지만, 위와 같은 패턴은 경우에 따라(위와 같은 작업이 반복 적으로 수행될 때) 심각한 누수 현상을 발생할 수 있습니다.  이 말은 곧 가비지 컬랙션에 의해서 메모리 반환을 하지 못하는 상황에 빠지게 됩니다.

  Javascript의 가비지 컬랙터의 경우 클로져가 형성된 것들을 관리하며 혼돈하지 않아 가비지 컬랙션에 대해 메모리 반환을 하지만 불행히 IE의 경우 DOMJScript가 관리하지 않아 위의 예시와 같은 순환참조와 클로져에 대해 몹시 둔감합니다.  그만큼 메모리 누수 현상이 매우 심각합니다.

 
이번 IE8이 릴리즈 되면서 그에 대한 마이그레이션 팁이 나왔습니다. 그 역시 DOM과 Javascript의 순환참조에 대한 이슈를 대부분 언급하고 있습니다.  그에 대한 테스트와 테스트 결과에 대해서 다음에  간단한 포스팅을 하도록 하겠습니다.


참고
http://www.crockford.com/javascript/memory/leak.html
http://www-128.ibm.com/developerworks/web/library/wa-memleak/

사용자 삽입 이미지
Ajax 와 DOM 스크립팅에 현재 가장 이슈가 되는 것은 아무래도 고성능을 낼 수 있는 웹 어플리케이션을 만들 수 있느냐라고 생각합니다.

웹 자체는 가벼우면서 사용자들에게 손쉽게 다가갈 수 있고 사용자들에게 가장 쉽게 어필 할 수 있는 것 역시 웹(web) 입니다.

최근 RIA 개발에 Ajax가 가미되면서 Client-side 와 Server-side 가 완전히 분리되고 Client 에서는 UI에 전념할 수 있게 되었습니다.

하지만 이에 "대화형 웹 어플리케이션"을 위한 Ajax와 DOM 스크립팅이 그 만큼 중요하게 되었는데요.

크로스브라우징, 사용자 리소스 최적화 등의 이슈가 되고 있습니다. 그렇게 좀더 가볍고 저사양에서도
또한 글로벌 스탠다드가 되기 위하여 최고의 퍼포먼스를 낼 수 있는 RIA 설계가 중요하게 되었습니다.

우리는 IE, FF, Opera, Safari 의 크게 4가지의 브라우저를 기본으로 크로스 브라우저에 대응합니다.
이에 몇가지 브라우저별 퍼포먼스를 비교해봅니다.


DOM 스크립팅 퍼포먼스 (HTML DOM Operation Performance)
                                        IE7             FireFox            Safari       
HTML DOM Operation Time(ns) % Time(ns) % Time(ns) %
Change text using innerHTML 469.0 9979% 234.0 6000% 109.0 7032%
Create a text node on HTML Dom 1093.0 23255% 156.0 4000% 110.0 7097%
Change the class name of an element 422.0 8979% 47.0 1205% 109.0 7032%
getElementById 86.8 1846% 15.7 401% 3.9 252%
getElementsByTagName("div") 153.1 3257% 18.0 462% 5.5 352%
getElementsByName 93.8 1995% 44.6 1142% 4.7 303%
placeDiv.getAttribute("id") 29.7 632% 46.8 1200% 5.5 352%
placeDiv.attributes["id"] 31.3 665% 225.0 5769% 6.3 403%

IE7의 결과는 UI 개발자의 손목에 수갑을 채우고 있습니다. 꼭 이런 문제뿐만 아닙니다.
IE8에는 많은 문제가 해결되고 표준에 의거하여 개발에 임했으면 합니다.



eval function의 수행 퍼포먼스(2번)
IE7 172ns and 94ns
FireFox 546ns and 749ns
Safari 9.4ns and 22.7ns

과연 eval은 크로스 브라우징 대응에 있어서 사용을 줄여야합니다.


Object 생성 수행 퍼포먼스
“var myObject = new MyObject (17, 250);
“var slowCar = {m_tireSize:17, m_maxSpeed:250};”

IE7 11.7ns and 8.6ns
FireFox 23.4ns and 23.4ns
Safari 3.2ns and 2.4ns

Ajax 개발 시 Server-side 에서 JSON 을 받아올 경우 Firefox의 경우 Object화 하여 사용할 경우
경우에 따라 퍼포먼스에 많은 영향을 미칩니다.


in 수행 퍼포먼스
IE7 10.3ns
FireFox 62.8ns
Safari 7.6ns


Firefox 도 Ajax 개발 시 경우에 따라 상당히 느려지는 부분을 보이고 있습니다.
하지만 IE6의 경우보다는 매우 양호합니다. IE6의 경우는 대부분의 Ajax 개발 관련 Performance 테스트에서
몇 백 퍼센트의 차이를 보이고 있습니다.
특히 IE의 경우 String 퍼포먼스에서 매우 낮은 결과를 보입니다.

DOM 스크립팅시에 우리는 DOM 구조를 일일이 생성하는 것 보다 String innerHTML을 자주하게 활용하는데요.
IE의 경우 퍼포먼스에 지대한 영향을 미칩니다.
그래서 우리는 Array 를 이용 string buffer 기능을 사용하여 효율적으로 처리하고 있지만 전체적으로 IE의
경우 String에 낮은 퍼포먼스를 보입니다.

마지막으로 Safari 의 경우 다른 브라우저들에 비해 상당히 안정되고 최고의 퍼포먼스를 자랑하고 있습니다.
역시 아직까지 다른 브라우저에 비해 기능 차이가 있기 때문입니다.

체감하는 렌더링 속도도 상당히 차이가 있음을 느낍니다.


Internet Explorer 7

      FireFox

     Safari

Description

Time (ns)

% of base

Time (ns)

% of base

Time (ns)

% of base

Normal Empty function call (Base Operation)

4.7

100%

3.9

100%

1.6

100%

Basic Function Calls







Function call using function.call(this)

5.5

116%

2.4

60%

1.6

100%

Normal Empty function using apply

5.5

117%

7.0

179%

2.4

152%

Normal Empty function using apply with 3 parameters

7.0

149%

7.1

181%

2.4

152%

Eval a function

172.0

3660%

546.0

14000%

9.4

603%

Eval an object

94.0

2000%

749.0

19205%

22.7

1461%

Basic Operations







Access Properties through a getter

13.3

282%

6.3

160%

5.5

352%

Access Properties directly

4.7

100%

3.2

81%

2.4

152%




 

 



Simple string concatenation

4.7

100%

2.3

59%

1.6

100%

Simple string compare

3.9

83%

2.4

60%

0.8

48%

Change string to upper case

11.7

249%

3.9

100%

4.7

303%

Replace string reg expression

12.5

266%

7.1

181%

9.4

603%

String concat with integer

7.1

150%

4.7

119%

2.4

152%

String concat with float

6.3

133%

4.7

121%

2.4

152%

Index of Bob in string, not found, length = 71

6.3

133%

6.3

160%

2.4

152%

Match of Bob in string, not found, length = 71

14.9

316%

25.0

640%

3.9

252%

charAt(10) in string

11.7

249%

6.3

160%

3.1

200%




 

 



Create object constructor initialized

11.7

249%

23.4

600%

3.2

203%

create simple object

8.6

182%

23.4

600%

2.4

152%



0%

 

 



Variable declaration

4.0

84%

2.3

59%

0.8

48%

Multiple variable declaration, multiple var

3.9

83%

2.4

60%

2.4

152%

Multiple variable declaration single var

3.9

83%

2.4

60%

1.6

100%

Variable declaration set to null

3.9

83%

2.4

60%

1.6

100%



0%

 

 



Variable assignment++

4.7

100%

5.5

140%

1.6

103%

Variable assignment + 1

5.5

116%

7.1

181%

1.6

100%




 

 



Four levels of property access

5.5

116%

5.5

140%

1.6

100%

Three levels of property access

4.7

100%

4.7

121%

2.4

152%

Two levels of property access

4.7

100%

4.7

119%

1.6

100%

One level of property access

3.9

83%

4.7

121%

1.6

103%



0%

 

 



Using the typeof function

3.9

83%

4.7

119%

1.6

100%

Array Operations







Array access

7.1

150%

7.0

179%

1.6

100%

Array index value change

3.9

83%

4.7

121%

1.6

103%

Empty Array index value change

8.6

183%

8.6

221%

6.3

403%

Empty Array add three values