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괴물 메서드 리팩터링과 성능개선하기 | 안전하게 리팩터링하기

임채성 2024. 9. 16. 15:34

발표 영상

 

소개

안녕하세요. 왁타버스 게임즈의 백엔드 팀의 임채성입니다. 이번 글에서는 저희 팀의 오랜 과제였던 '구글 스프레드시트 동기화 메서드'의 리팩터링 과정과 성능 개선 방법을 공유하려고 합니다.
 

왁타버스 게임즈와 백엔드 팀의 역할

먼저 왁타버스 게임즈가 어떤 서비스인지 설명드리고 개발팀에서 달성해야하는 목표를 설명드리겠습니다. 저희 서비스는 유튜버 우왁굳의 메타버스 컨텐츠인 왁타버스의 팬 게임 ⋅ 어플리케이션 플랫폼입니다.

  • 팬 게임과 랭킹 그리고 도전과제 등 다양한 기능
  • 스프레드 시트로 어드민 페이지로 사용하기 때문에 DB와 데이터 일관성 제공
  • 24시간 무중단 운영
  • 팬 게임⋅어플리케이션의 랭킹과 다운로드 수 및 조회수 통계 제공

이러한 특성들을 고려했을 때 저희팀은 B2B와 디지털 플랫폼 비즈니스로 서류작업과 파트너 팀과의 협업이 많은 팀이라고 볼 수 있습니다. (엄밀히 따지면 비상업 프로젝트이기에 비즈니스는 아닙니다.)
 

스프레드 시트 데이터 동기화 메서드란?

플랫폼 비즈니스에서 가장 중요한 건 콘텐츠입니다. 개발 초기부터 스프레드 시트를 사용하여 팀 간의 의존없이 콘텐츠 수집과 서비스 개발이 이루어지며 왁타버스 게임즈 서비스가 빠르게 성장할 수 있었습니다. 따라서 왁타버스 게임즈의 기반이 되는 기능이라고 볼 수 있습니다. 
서비스의 기반이 된다는 것은 무슨 의미를 가지고 있을까요? 어떤 기능보다 먼저 개발되었으며 가장 오래된 기능이라는 의미기도 합니다. 왁타버스 게임즈는 올해로 2년차에 접어들었고, 파트너 게임도 약 200개을 넘겼습니다. 트래픽도 초창기에 비해서 훨씬 많아졌습니다. 관리하는 도메인의 추가와 시트 내 필드 수 증가로 해당 메서드를 수정 가능하도록 리팩터링해야하는 상황에 도달했습니다. 그렇다면 데이터 동기화 메서드가 어떤 상태였는지 확인해보도록 하겠습니다.
 

괴물 메서드의 문제점

레거시 코드 활용 전략이라는 책에서 아래와 같은 문구가 나옵니다.

대규모 메서드는 다루기 힘든 수준이라면, 괴물 메서드는 재앙이라고 부를 만하다. 괴물 메서드는 너무 길고 복잡해서 손대고 싶지 않은 메서드를 의미한다.

왁타버스 게임즈 팀을 운영된 2년동안 이 메서드에는 수많은 도메인들이 추가되었고 복잡한 조건이 추가되면서 끔찍한 괴물 메서드가 되어 있었습니다. 데이터 동기화 메서드 코드의 상황은 다음과 같았습니다.

  • 코드 길이가 600줄을 넘음.
  • 테스트 코드가 없고, 수정 시 큰 부담을 줌.
  • 코드의 동작 범위를 완벽하게 이해하는 사람이 없음.
  • 복잡한 조건이 계속 추가되며 유지 보수가 어려워짐.

수정하는 입장에서 굉장히 부담스럽고 어려운 메서드입니다.
이제 스프레드 시트와 DB의 정보를 동기화하는 메서드를 괴물 메서드라고 부르도록 하겠습니다.
 

리팩터링하기

리팩터링하기 위해서는 기능의 요구사항을 쪼개서 이러한 순서의 사이클을 반복합니다.

  1. 분석하기
  2. 테스트코드 작성하기
  3. 리팩터링하기

분석하기

가장 중요한 부분입니다. 메서드가 어떻게 동작하는지, 어떤 부분에서 문제가 발생하는지, 이 기능이 이 메서드에 있는 것이 적절한 코드인지, 또한 기존 코드의 동작 기능인지 아니면 버그인지 분류해야합니다. 이 부분에서 중요한 것은 팀원의 코드를 분석하되 맹목적으로 믿지 않아야 합니다. 코드 내에서 버그를 발생 시킬 수 있을 것 같은 코드는 작업자분에게 여쭤보는 습관이 중요합니다.

간단히 살펴봤을 때 문제점은 이 모든 처리가 동기 ⋅ 블로킹으로 동작하고 있다는 것입니다.

개선할 부분이 보인다고 해서 이 코드를 바로 변경할 수 없습니다. 리팩터링하는 개발자는 코드의 그 함수의 역사와 영향 범위를 모르고 수정하는게 대부분입니다. 이럴 때 필요한게 안전한 리팩터링입니다.

테스트코드 작성하기

리팩터링이란 함수의 결과의 변경없이 코드의 구조만을 수정하는 방식을 말합니다. 하지만 리팩터링 또한 실수할 가능성이 없지는 않습니다. 이렇게 몇백줄이 넘는 코드를 리팩터링하는 경우에는 특히 더 실수가 많을 수 밖에 없습니다. 또한 문서가 없기에 코드 내에 어떤 기능이 동작해야하는 지도 정리되어 있지 않는 상황입니다.
이때 적용할 수 있는 것이 테스트코드입니다. 테스트코드는 리팩터링 시에 다음과 같은 실수를 방지해줍니다.

 

테스트코드란 정말 간단합니다. 기능이 의도대로 동작하는 지 검사해주는 역할을 합니다.

test('유저의 나이를 증가시킨다.', () => {
	let user = new User({age: 1});
	user.incrementAge();
	expect(user.age).toBe(2); // ✅ user.age == 2
})

이를 통해 리팩터링이 정상적으로 완료되었는 지 지속적으로 확인할 수 있습니다. 하지만 몇백줄의 코드 내에 테스트해야하는 기능이 얼마나 있을까요? 굉장히 많을 것입니다. 특히 애플리케이션 외의 DB, Redis, 3rd Party API 등과 커뮤니케이션이 있는 이 함수의 경우 테스트가 더욱 복잡할 수 밖에 없습니다.
그렇기에 이 함수를 테스트하기 쉬운 코드로 분리해야만 합니다. 이에 필요한 코드의 테스트 가치/난이도를 시각화한 표가 있습니다.

 

테스트 가치/난이도 시각화

현재 리팩터링하고자 하는 코드는 테스트 가치⋅난이도가 높은 '복잡한 코드'에 해당합니다. 이 코드를 리팩터링하기 위해서는 도메인 모델, 의존객체가 많고 간단한 코드로 분리할 필요가 있습니다. (자세히 알아보기: 만개의 테스트를 작성하지 마라. 202번째글)

그리고 처음 테스트코드를 작성하는 경우에 private 메서드를 테스트하려고 하는 경우가 있는데, 이는 옳지 않는 방식입니다. 제어 가능한 영역을 추가하거나 함수를 분리하는 방식을 고려해봅시다.

 

리팩터링하기 

잘 분리되었다면, 서비스 레이어는 간단한 코드가 되고 비즈니스의 복잡한 부분은 도메인 모델에게 할당되게 됩니다.

// Application Service: 계좌 출금 예제
private TakeMoney(amount: number): void {
	if(!this.atm.canTakeMoney) { // 인출이 가능한 지 확인한다.
		throw AtmHasNotEnoughMoney('인출 불가');
	}
	const amountWithComission = this.atm.calculateAmountWithComission(amount); // 수수료 포함 금액을 계산한다.
	this.paymentGateway.chargePayment(amountWithComission); // 금액을 청구한다.
	this.atm.takeMoney(amount); // 인출한다.
	this.repository.save(this.atm); // 저장한다.
}

간단히 요약하면 다음과 같이 역할이 분리됩니다:

  • 도메인 레이어: 모든 의사 결정자
  • 서비스 레이어: 도메인 레이어의 의사를 집행하는 집행자

이제 리팩터링을 수행해보겠습니다.

 

리팩터링 적용하기

1. 도메인 모델로 분리하기

저는 총 3가지 도메인 모델을 구현하였습니다.

  • Row(행): CSV 1ROW -> JSON, JSON -> DB QUERY, Validate, Numbering etc
  • Rows(행의 1급 콜렉션) -> FILTERING, UPSERT, etc
  • SpreadSheet(스프레드 시트) -> FULL CSV ROW -> Rows Array(3차원 배열)

다음과 같이 사용할 수 있습니다.

export interface SheetDto // DTO 정의
{
	[SheetEnum.GAME]: Rows<GameRow>;
	[SheetEnum.APP]: Rows<AppRow>;
	// ...
}

// 시트 데이터 가져오기
function async getSheetData(sheetRange: Set<SheetEnum>): Promise<SheetDto> 
{
	const sheet = new SpreadSheet();
    
    // 요청된 시트 범위가 없다면 초기값 반환
	if (sheetRange.size === 0)
		return sheet.values;

	const rawRows = await this.googleService.getRawSheet(this.sheetId, sheetRange); // 📝 원시값 요청
	return sheet.fillRaws(rawRows).value; // 원시값을 가공하여 반환
}

// 메서드 사용
const {
	GAME: gameRows,	// 🎮 게임 행 데이터
	APP: appRows,	// 📱 어플리케이션 행 데이터
} = this.getSheetData(new Set([SheetEnum.ALL]));
console.log(typeof gameRows); // Rows<GameRow>
console.log(typeof appRows);  // Rows<AppRow>

gameRows.filterBy({edited: true});	// 수정된 데이터를 필터링
gameRows.upsert(gameEntities);		// 데이터가 존재하면 업데이트, 존재하지 않으면 삽입
this.googleService.updateSheet(gameRows); // 구글 시트에 동기화

 

2. 쿼리 로직은 영속성 레이어로 분리하기

기존 레거시 코드에서 존재하던 문제점은 비즈니스 레이어에서 쿼리를 작성하는 행위입니다.

Layered Architecture 4Layer

다음의 예시와 같이 쿼리를 영속레이어로 이동시켰습니다. 

class UserService {
	constructor(
		@InjectRepository(UserEntity)
		private readonly ormRepository: Repository<UserEntity>, // 1️⃣ Framework에서 생성한 Repository의 인스턴스를 주입받은 변수
		@Inject(UserRepository)
		private readonly userRepository: UserRepository, // 2️⃣ 내가 등록한 UserRepository의 인스턴스를 주입받은 변수
	) {}

	addUserAge(userId: number) 
	{
		this.ormRepository.createQueryBuilder() // ❌ 영속 레이어(UserRepository)에 작성하세요.
			.update().set({ age: () => 'age + 1' })
			.where({ id: userId })
			.excute();
	}
    
	refactoredAddUserAge(userId: number) 
	{
		this.userRepository.addUserAge(userId); // ✅ 복잡한 처리는 영속 레이어가 처리하자.
	}
}

@Injectable()
class UserRepository {
	constructor(
		@InjectRepository(UserEntity)
		private readonly ormUserRepository: Repository<UserEntity>,
	) {}
    
	addUserAge(userId: number)
	{
		this.ormRepository.createQueryBuilder()
			.update().set({ age: 'age + 1' })
			.where({ id: userId })
			.excute();
	}
}

 
 

리팩터링 결과

폴더 구조

wt-games:
├─sheet
│ ├─sheet.module.ts
│ ├─sheet.controller.ts
│ ├─sheet.service.ts	# ⭐ 600 -> 200 lines
│ └─/domain				# ⭐ NEW
│   ├─spread-sheet.ts
│   ├─rows.ts
│   ├─row.ts
│   ├─game-row.ts
│   ├─application-row.ts
│   └─etc-row.ts
│
├─game
│ ├─game.module.ts
│ ├─game.service.ts		# 500 -> 300 lines
│ └─game.repository.ts	# ⭐ NEW
│
├─application
│ ├─application.module.ts
│ ├─application.service.ts		# 500 -> 300 lines
│ └─application.repository.ts	# ⭐ NEW
...

 

메서드 구조

async private syncGame(gameRows: Rows<Game>): Promise<void>
{
	// 1️⃣ DB에 동기화
	const deletedCount = await this.gameRepo.deleteExcludeBy({ids: gameRows.ids});
	// 2️⃣ SpreadSheet에 데이터 동기화
	const editedGamesFromDb = await this.gameRepo.findEditedGames();
	gameRows.syncWithDbChanges(editedGamesFromDb);

	// 3️⃣ DB에 반영
	const gameEntities = gameRows.toEntities;
	await this.gameRepo.upsertMany(gameEntities);

	// 4️⃣ Spreadsheet에 반영
	const updatedGameRows = gameRows.updatedRows;
	const updatedRowInfos = updatedGameRows.toRowInfos;
	await this.googleService.updateGoogleDocument(this.sheetId, updatedRowInfos);
}

이와 같은 방식으로 리팩터링해줍니다. 복잡한 로직임에도 꽤나 가독성이 향상되었습니다.
 

성능 개선하기

과도한 API 호출(Excessive API Call) 개선하기

151개의 영상 정보를 얻기 위해 151회 호출

BULK 처리

유튜브 API 명세상 한번에 50개의 영상 데이터만 조회 가능.

151개의 영상 정보를 얻기 위해 4회 호출

 

간단하게 계산해보겠습니다. 실제 동작 성능과 정확한 지표는 아니고 가정된 상황에 대한 지표임을 알립니다.

 

가정

  • 총 조회할 영상의 수: N = 1,000
  • 한 번의 API 호출로 조회할 수 있는 영상의 수: 50
  • 각 API 호출에 소요되는 시간: 0.5초 (네트워크 왕복 시간과 서버 응답 시간 포함)
  • API 호출의 비용: $0.01/1000회 (예시로 설정한 API 요금 기준)

 

1. 기존 방식 (1회에 1개의 영상 조회)

  • API 호출 횟수: N = 1,000
  • 총 소요 시간: 1,000회 호출 * 0.5초 = 500초
  • 네트워크 비용: 1,000회 호출 * $0.01/1000 = $0.01

 

2. 개선된 방식 (1회에 50개의 영상 조회)

  • API 호출 횟수:  ⌈ N/50 ⌉ = ⌈ 1,000/50 ⌉ = 20
  • 총 소요 시간: 20회 호출 * 0.5초 = 10초
  • 네트워크 비용: 20회 호출 * $0.01/1000 = $0.0002
항목 기존 방식 개선된 방식 개선 비율
API 호출 횟수 1,000회 20회 98% 감소
총 소요 시간 500초 10초 98% 감소
네트워크 비용 $0.0.1 $0.0002 98% 감소

 

동기적 처리로 인한 병목 현상(Synchronous Bottleneck)

비동기적 처리(Asynchronous Processing)

이 방식을 적용해볼 때 중요한 것은 Node.js의 동작원리입니다. Node.js는 특징은 싱글스레드입니다. 데이터베이스와 논 블로킹, 비동기을 적극 사용하면서 훨씬 빠른 실행 결과를 얻을 수 있습니다.

중요한 것은 Promise.all 내부의 DB 커넥션을 고유하게 제공해야합니다. 만약, 하나의 DB 커넥션만 사용한다면 해당 커넥션을 사용중인 함수가 종료될 때까지 Promise Pool에서 대기하여 결과적으로 순차실행이 되기 때문입니다.

 

async syncSheet()
{
	const 
	{
		GAME: gameRows,
		APP: appRows,
		GAME_GENRE: gameGenreRows,
		APP_GENRE: appGenreRows,
		ACHIEVE: achieveRows,
		BANNER: bannerRows,
		GUIDE: guideRows,
		BADGE: badgeRows,
	} = await this.getSheetData();
    
	await Promise.all
	([
		syncGames(gameRows, gameGenreRows),
		syncApps(appRows, appGenreRows),
		syncAchieves(achieveRows),
		syncBanners(bannerRows),
		syncGuides(guideRows),
		syncBadges(badgeRows),
	]);
    
	const images = [gameRows.allImageIds, appRows.allImageIds, achieveRows.allImageIds, bannerRows.allImageIds, badgeRows.allImageIds].flat();
	await this.s3Service.uploadFiles(images);
}

관련 실험 글 Promise.all 과 Transactions (feat. Node.js).

 

성능 개선 결과

구동 환경보다 성능이 좋은 환경에서 구동시간 결과입니다.

  • 실행 결과: 3s → 2.7s
  • 약 10%의 속도 개선
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