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과거의 경험한 내용 중에 대용량의 데이터를 파일이서 잃거나, Rest API를 통해서 전달 받아서, DataGrid나 ListBox에 출력시 UI Freeze 현상과 메모리 사용량이 증가하는 한다는 것을 해결해보려고 노력을 했던 적이 있습니다.

 

2022.04.04 - [WPF .NET] - Async/Await를 사용해서 UI Freeze 해결하기

이전 포스트의 async/await를 이용해도 발생하는 현상인데..

모든 데이터를 조회하고, 컨트롤에 출력하는 시간이 좀 걸리더라도 (화면에 프로그래스 출력하고 카운트 출력하면 그래도 기다릴 수 있을 것이라고 생각하면서..), UI가 부드럽게 동작할 수 있는 방법을 찾아보려고 합니다.

먼저, 대용량 파일을 불러오는 화면을 만들어 보겠습니다.

프로젝트에 여러개의 Window가 있으며, App.xaml.cs에서 시작 윈도우를 지정하는 코드가 있습니다. 참고하시기 바랍니다.

1. 대용량 데이터 파일 확보

Crimes - 2001 to Present | City of Chicago | Data Portal

 

Crimes - 2001 to Present | City of Chicago | Data Portal

 

data.cityofchicago.org

시카고의 2001년 부터 지금까지의 범죄 데이터를 다운로드 받아서 사용해 보도록 하겠습니다.

음..데이터량이 상당한것 같습니다. 최종적으로 1.7GB정도의 csv파일이며, 총 7,514,910 라인입니다.

이 파일은 소스에 포함되지 않기 때문에 여러분이 가지고 계시는 큰 용량의 파일을 사용하시거나 직접 다운로드 받으시기 바랍니다.

2. SampleData.cs

다운로드 받은 시카고 범죄 현황 파일의 데이터를 모델로 변환할 22개의 프로퍼티를 가지고 있는 모델을 만들었습니다.

데이터를 읽어 들인 후 모델로 변환해서 컨트롤에 입력할 것입니다.

    /// <summary>
    /// Sample Data model
    /// </summary>
    public class SampleData
    {
        public string ID { get; set; }
        public string CaseNumber { get; set; }
        public string Date { get; set; }
        public string Block { get; set; }
        public string IUCR { get; set; }
        public string PrimaryType { get; set; }
        public string Description { get; set; }
        public string LocationDescription { get; set; }
        public string Arrest { get; set; }
        public string Domestic { get; set; }
        public string Beat { get; set; }
        public string District { get; set; }
        public string Ward { get; set; }
        public string CommunityArea { get; set; }
        public string FBICode { get; set; }
        public string XCoordinate { get; set; }
        public string YCoordinate { get; set; }
        public string Year { get; set; }
        public string UpdatedOn { get; set; }
        public string Latitude { get; set; }
        public string Longitude { get; set; }
        public string Location { get; set; }
    }

3. MainWindow.xaml

File Open 버튼을 클릭하면 Button_Click 이벤트를 호출하고, 이벤트 내부에서 파일을 선택하고 데이터를 불러올 예정입니다. ListBox와 DataGrid를 각각 추가하고, 모델의 프로퍼티 중 5개만 화면에 표시하도록 만들었습니다.

<Window x:Class="LargeFileReadSample.MainWindow"
        xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
        xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
        xmlns:d="http://schemas.microsoft.com/expression/blend/2008"
        xmlns:mc="http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006"
        xmlns:local="clr-namespace:LargeFileReadSample"
        mc:Ignorable="d"
        Title="MainWindow" Height="450" Width="800">
    <Grid>
        <Grid.RowDefinitions>
            <RowDefinition Height="Auto"/>
            <RowDefinition/>
        </Grid.RowDefinitions>
        <Grid.ColumnDefinitions>
            <ColumnDefinition/>
            <ColumnDefinition/>
        </Grid.ColumnDefinitions>
        <StackPanel Orientation="Horizontal">
            <Button Content="File Open" Width="80" Click="Button_Click"/>
        </StackPanel>
        <ProgressBar Grid.Column="1" Grid.ColumnSpan="2" Margin="5,0" IsIndeterminate="True"/>
        
        <ListBox Grid.Row="1" x:Name="listBox">
            <ListBox.ItemTemplate>
                <DataTemplate>
                    <StackPanel Orientation="Horizontal">
                        <TextBlock Text="{Binding ID}"/>
                        <TextBlock Text="{Binding CaseNumber}" Margin="5,0"/>
                        <TextBlock Text="{Binding Date}" Margin="5,0"/>
                        <TextBlock Text="{Binding Block}" Margin="5,0"/>
                        <TextBlock Text="{Binding IUCR}" Margin="5,0"/>
                    </StackPanel>
                </DataTemplate>
            </ListBox.ItemTemplate>
        </ListBox>

        <DataGrid Grid.Row="1" Grid.Column="1" x:Name="dataGrid">
            <DataGrid.Columns>
                <DataGridTextColumn Header="Id" Binding="{Binding ID}"/>
                <DataGridTextColumn Header="CaseNumber" Binding="{Binding CaseNumber}"/>
                <DataGridTextColumn Header="Date" Binding="{Binding Date}"/>
                <DataGridTextColumn Header="Block" Binding="{Binding Block}"/>
                <DataGridTextColumn Header="IUCR" Binding="{Binding IUCR}"/>
            </DataGrid.Columns>
        </DataGrid>
    </Grid>
</Window>

4. MainWindow.xaml.cs

버튼 클릭시 발생하는 Button_Click이벤트에서는 OpenFileDialog()를 이용해서 파일을 선택하고, 선택된 파일명이 없으면 종료하도록 만들었습니다.

 

        private void Button_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            var dialog = new OpenFileDialog
            {
                Filter = "All files (*.*)|*.*"
            };
            var result = dialog.ShowDialog();
            if (result == false)
            {
                return;
            }
            var fileName = dialog.FileName;
            if (string.IsNullOrEmpty(fileName))
            {
                return;
            }
        }

GetModels 메서드는 파일명을 받아서, 스트림을 열고, 한줄씩 읽어, SampleModel로 변환 후 List에 넣고, 모든 데이터를 읽어서 처리하면, 최종 List를 반환하고 있습니다.

한번에 읽어 오는 ReadToEnd()는 System.OutOfMemoryException에러가 발생됩니다.
        private SampleData GetModelFromString(string item)
        {
            var columns = item.Split(",");
            var model = new SampleData();
            var propertys = model.GetType().GetProperties();
            for (int i = 0; i < propertys.Count(); i++)
            {
                var property = propertys[i];
                property.SetValue(model, columns[i], null);
            }
            return model;
        }

        private IList<SampleData> GetModels(string fileName)
        {
            bool isFirstLine = true;
            IList<SampleData> returnValues = new List<SampleData>();
            using (var reader = new StreamReader(fileName))
            {
                while (!reader.EndOfStream)
                {
                    var line = reader.ReadLine();
                    if (isFirstLine == false && line != null)
                    {
                        var model = GetModelFromString(line);
                        returnValues.Add(model);
                    }
                    else
                    {
                        isFirstLine = false;
                    }
                }
                reader.Close();
            }
            return returnValues;
        }

위의 GetModels를 적용한 Button_Click 메서드 입니다.

        private void Button_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            var dialog = new OpenFileDialog
            {
                Filter = "All files (*.*)|*.*"
            };
            var result = dialog.ShowDialog();
            if (result == false)
            {
                return;
            }
            var fileName = dialog.FileName;
            if (string.IsNullOrEmpty(fileName))
            {
                return;
            }
            var models = GetModels(fileName);
            listBox.ItemsSource = models;
            Debug.WriteLine($"models count : {models.Count}");
        }

5. 첫번째 실행

화면에 프로그래스바 컨트롤을 넣어서 UI Freeze 형상이 발생하는지 여부를 확인합니다.

File Open 버튼 클릭 후 파일 선택

UI Freeze가 발생해서 윈도우 화면 캡처 기능을 이용해서 캡처 했습니다.

오픈이 완료된 화면

CPU : 8%

Memory : 8.7GB

UI Freeze : 약 1분

DataGrid까지 출력하면 너무 오래걸려서 제외 했습니다.

성능 개선을 위해서, 어떤 방법을 사용해야 할까요?

6. Yield를 아시나요?

yield return 문을 사용하여 각 요소를 따로따로 반환할 수 있습니다.

 

Microsoft Doc의 Yield 설명을 참고하면, 스트림 중간에 결과 중 일부를 반환할 수 있는 기능이라는 것입니다.

GetModels에서 파일 데이터를 읽은 후 결과를 returnValues에 저장하고 있다가, 작업이 완료되면 결과를 리턴시키고, 그 데이터를 출력했지만, yield return을 사용하면, 한줄 읽고 반환, 한줄 읽고 반환이 가능하다는 것입니다.

 

시작 윈도우를 YieldWindow.xaml로 변경합니다.

    public partial class App : Application
    {
        public App()
        {
            //StartupUri = new Uri("/MainWindow.xaml", UriKind.RelativeOrAbsolute);
            StartupUri = new Uri("/YieldWindow.xaml", UriKind.RelativeOrAbsolute);

        }
    }

YieldWindow.xaml.cs

Yield를 사용하는 경우 리턴타입은 IEnumerable<T>로 고정되며, 메서드 내부에 데이터를 모아 놓기 위한 리스트가 없고, 한줄읽고, 모델로 변환 후 바로 리턴시켜 버립니다.

        private IEnumerable<SampleData> GetModels(string fileName)
        {
            bool isFirstLine = true;
            using (var reader = new StreamReader(fileName))
            {
                while (!reader.EndOfStream)
                {
                    var line = reader.ReadLine();
                    if (isFirstLine == false && line != null)
                    {
                        var model = GetModelFromString(line);
                        yield return model;
                    }
                    else
                    {
                        isFirstLine = false;
                    }
                }
                reader.Close();
            }
        }

Button_Click 수정

            var models = GetModels(fileName);
            listBox.ItemsSource = models;

7. 두번째 실행

File Open 버튼 클릭 후 파일 선택 후 UI Freeze 발생

오픈이 완료된 화면

CPU : 8%

Memory : 8.7GB

UI Freeze : 약 1분

결과를 한번에 반환하는 방법과 한줄씩 결과를 반환하는 방법에 현재까지 차이는 없는 것 같습니다. 

하지만, 조금더 개선을 할 수 있을 것 같은 느낌같은 느낌이 들고 있습니다. Part2에서 계속 진행하겠습니다.

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