[이펙티브 자바] Item67 - 최적화는 신중히 하라

섣불리 최적화를 진행하면 좋은 결과보다 해로운 결과로 이어지기 쉽다. 빠르지도 않고 제대로 동작하지 않으면서 수정하기 어려운 소프트웨어가 될 수 있는 것이다.

우리는 빠른 프로그램보다 좋은 프로그램을 만들어야 한다. 좋은 프로그램은 개별 구성요소의 내부를 독립적으로 설계할 수 있다. 따라서 시스템의 나머지에 영향을 주지 않고도 각 요소를 다시 설계할 수 있다.

좋은 프로그램을 만들었지만 성능이 나오지 않는다면 그 아키텍처가 최적화할 수 있는 길을 안내해줄 것이다.

 

설계 단계에서 성능을 고려하자

프로그램의 구현상의 성능 이슈는 나중에 최적화로 해결할 수 있지만, 아키텍처의 결함이 성능을 해치는 상황이라면 시스템 전체를 다시 만들지 않고서는 해결 불가능할 수도 있다.

완성된 설계의 기본 틀을 변경하려다 보면 개선하기 어려운 꼬인 구조의 시스템이 만들어지기 쉽다. 따라서 설계 단계에서 성능을 반드시 염두해 두어야 한다.

 

설계 단계의 주의사항

1. 성능을 제한하는 설계는 피하자.

완성 후 변경하기 가장 어려운 설계 오소가 컴포넌트 간 혹은 외부 시스템과의 소통 방식이다. API, 네트워크 프로토콜, 영구 저장용 데이터 포맷 등을 대표적인 예로 들 수 있다. 이러한 부분은 완성 후 변경하기 어렵거나 불가능할 수 있기 때문에 시스템 성능을 제한하지 않는 설계가 필요하다.

 

2. API를 설계할 때 성능에 주는 영향을 고려하자.

2-1. public 타입을 가변으로 만들어 내부 데이터를 변경할 수 있다면, 불필요한 방어적 복사를 유발할 수 있다.

대표적인 사례로 java.awt.Component 클래스의 getSize()를 예로 들 수 있다.

이 메서드는 Dimension 인스턴스를 반환하도록 설계됐다. Dimension은 가변으로 설계되었으니, getSize()를 호출하는 모든 곳에서 Dimension 인스턴스를 새로 생성(방어적 복사) 해야한다.

만약 이 메서드가 수백만 번 호출된다면 어떨까? 방어적으로 복사하느라 수백만 개의 Dimension 인스턴스를 생성해야 할 것이다. 하지만 Dimension이 불변으로 설계되었다면, getSize()가 수백만 번 호출되어도 하나의 Dimension 인스턴스가 필요할 뿐이다.

이처럼 API 설계가 성능에 주는 영향을 고려하지 않으면 API 설계 결정의 폐해를 클라이언트가 감내해야 한다.

 

2-2. 컴포지션으로 해결할 수 있음에도 상속으로 설계한 public 클래스

상속 public 클래스는 상위 클래스에 영원히 종속되며 성능 제약까지도 상속받는다. 따라서 컴포지션으로 해결할 수 있다면 이를 활용하는 것이 좋다. (item18)

 

2-3. 인터페이스가 있는데 구현 타입을 사용하는 사례

인터페이스가 있음에도 불구하고 구현 타입을 사용하면, 특정 구현 타입에 종속되어 나중에 더 빠른 구현체가 나오더라도 사용할 수 없게 된다. (item64)

 

3. 성능을 위해 API를 왜곡하지 말자.

성능 문제를 위해 왜곡된 API를 만들게 되면, 지금 당장의 성능 이슈는 해결될지 몰라도 그 API를 지원하는데 따르는 고통은 영원히 계속될 것이다. 그러니 API를 왜곡하지 말자.

 

최적화를 고려하고 있다면..

신중하게 설계하여 깨끗하고 명확하고 멋진 구조를 갖춘 프로그램을 완성한 후에, 성능에 만족하지 못한다면 최적화를 고려해볼 차례가 된다.

대부분 프로그램에서 시간을 잡아먹는 부분을 추측하기 어렵기 때문에 최적화 노력을 어디에 기울여야 하는지 시간 낭비를 할 때가 많다. 이때 프로파일링 도구가 어디에 집중해야 할지 찾는데 도움을 준다.

대부분의 성능 문제는 비효율적인 알고리즘(n^2 혹은 더 나쁜 시간복잡도)을 교체하는 것만으로도 개선된다. 시스템이 거대해질수록 이러한 부분을 찾기 어려운데, 이때 프로파일러가 더 중요해진다.

이 외에도 자바 코드의 상세한 성능을 알기 쉽게 보여주는 마이크로 벤치마킹 프레임워크인 jmh도 사용해볼 만한 도구이다.

핵심 정리

• 빠른 프로그램을 작성하려 하기보다는 좋은 프로그램을 만들자.
• 좋은 프로그램을 만들다 보면 성능은 자연스럽게 따라온다.
• 시스템 설계 시, 특히 API, 네트워크 프로토콜, 영구 저장용 데이터 포맷을 설계할 때는 성능을 고려해야 한다.
• 시스템을 완성했다면 성능을 측정하자. 충분히 빠르다면 최적화할 필요가 없다.
• 최적화를 고려해야 하는 상황이라면 프로파일러를 사용해 원인이 되는 지점을 찾아 최적화를 수행하자.