Python Tkinter - 6. 실전 프로젝트와 최적화

6. 실전 프로젝트와 최적화

이번 주차에서는 대규모 GUI 애플리케이션 설계, 성능 최적화, 멀티스레딩, 비동기 작업 처리를 배웁니다.
특히 모듈화, 이벤트 루프 최적화, 데이터베이스 연동 및 백그라운드 작업 처리를 적용하여 고급 TODO 리스트 애플리케이션을 제작하고, 개인 프로젝트를 기획 및 구현하는 것이 목표입니다.

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이론

1. 대규모 애플리케이션 설계

간단한 GUI 애플리케이션은 단일 파일로 작성해도 문제가 없지만, 기능이 많아질수록 코드의 유지보수와 성능 관리가 어려워지므로 모듈화와 클래스 기반 설계가 필요합니다.

✅ 모듈화 적용

애플리케이션을 기능별로 분리하면 코드의 가독성이 좋아지고 유지보수가 쉬워집니다.
예를 들어, 데이터베이스, UI, 이벤트 처리를 각각의 파일로 분리하면 관리가 더 용이해집니다.

📁 프로젝트 구조 예시

/todo_app
    ├── main.py          # 애플리케이션 실행 파일
    ├── database.py      # 데이터베이스 관리 모듈
    ├── ui.py            # Tkinter UI 구성 모듈
    ├── requirements.txt # 패키지 목록

database.py (데이터베이스 관련 코드)

import sqlite3

class Database:
    def __init__(self, db_name="todo.db"):
        self.conn = sqlite3.connect(db_name)
        self.cur = self.conn.cursor()
        self.cur.execute("""
            CREATE TABLE IF NOT EXISTS tasks (
                id INTEGER PRIMARY KEY, 
                task TEXT, 
                priority INTEGER, 
                deadline TEXT
            )
        """)
        self.conn.commit()

    def add_task(self, task, priority, deadline):
        self.cur.execute("INSERT INTO tasks (task, priority, deadline) VALUES (?, ?, ?)", (task, priority, deadline))
        self.conn.commit()

    def get_tasks(self):
        self.cur.execute("SELECT * FROM tasks ORDER BY priority DESC")
        return self.cur.fetchall()

    def close(self):
        self.conn.close()

✅ 이제 Database 클래스를 활용하여 데이터베이스 연산을 손쉽게 수행할 수 있습니다.

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2. 성능 최적화

Tkinter GUI에서 성능을 향상시키려면 이벤트 루프 최적화, 위젯 수 감소, 메모리 관리 등의 기법을 적용해야 합니다.

1) 이벤트 루프 최적화

Tkinter는 after() 메서드를 사용하여 반복적으로 실행되는 작업을 효율적으로 처리할 수 있습니다.

def update_label():
    label.config(text="업데이트됨!")
    root.after(1000, update_label)  # 불필요한 반복 호출 방지

root = tk.Tk()
label = tk.Label(root, text="대기 중...")
label.pack()

root.after(1000, update_label)  # 1초마다 UI 업데이트
root.mainloop()

✅ 불필요한 UI 업데이트를 최소화하여 애플리케이션의 반응성을 개선합니다.

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2) 위젯 수 감소 및 메모리 관리

Tkinter에서 위젯이 많아지면 성능이 저하될 수 있으므로 불필요한 위젯을 삭제하거나 숨기는 방식을 활용해야 합니다.

def toggle_label():
    """ 필요할 때만 위젯을 표시/숨김 """
    global label_visible
    if label_visible:
        label.pack_forget()  # 위젯 숨기기
    else:
        label.pack()  # 다시 표시
    label_visible = not label_visible

root = tk.Tk()
label_visible = True

label = tk.Label(root, text="이 위젯을 숨길 수 있습니다.")
label.pack()

btn = tk.Button(root, text="토글", command=toggle_label)
btn.pack()

root.mainloop()

✅ 위젯을 삭제하지 않고 pack_forget()을 사용하면 메모리를 절약할 수 있습니다.

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3. 멀티스레딩 (비동기 작업 처리)

Tkinter는 싱글 스레드 기반이므로 네트워크 요청, 데이터베이스 연산 등의 작업을 실행할 때 UI가 멈출 수 있습니다.
이를 방지하려면 백그라운드 스레드에서 작업을 실행하고, UI 업데이트는 메인 스레드에서 수행해야 합니다.

📌 안전한 멀티스레딩 예제

import threading
import time
import tkinter as tk

def long_running_task():
    """ 시간이 오래 걸리는 작업을 백그라운드에서 실행 """
    time.sleep(5)
    root.after(0, lambda: label.config(text="작업 완료!"))  # UI 업데이트는 after() 사용

def start_task():
    thread = threading.Thread(target=long_running_task)
    thread.start()

root = tk.Tk()
root.title("멀티스레딩 예제")

label = tk.Label(root, text="작업 대기 중...")
label.pack()

btn = tk.Button(root, text="작업 시작", command=start_task)
btn.pack()

root.mainloop()

✅ 이제 UI가 멈추지 않고 백그라운드에서 작업을 실행할 수 있습니다.

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실습: 고급 TODO 리스트 애플리케이션

📌 주요 기능

• 카테고리, 우선순위, 마감일 관리
• SQLite 데이터베이스 연동 및 백업 기능
• 멀티스레딩 적용하여 UI 멈춤 방지

import threading
import sqlite3
import tkinter as tk
from tkinter import ttk

# 데이터베이스 연결
conn = sqlite3.connect("todo.db")
cur = conn.cursor()
cur.execute("CREATE TABLE IF NOT EXISTS tasks (id INTEGER PRIMARY KEY, task TEXT, priority INTEGER, deadline TEXT)")
conn.commit()

def add_task():
    """ 새로운 작업을 추가하는 함수 (멀티스레딩 적용) """
    task = entry.get()
    priority = priority_var.get()
    deadline = deadline_entry.get()
    if task:
        threading.Thread(target=lambda: add_task_db(task, priority, deadline)).start()
        
def add_task_db(task, priority, deadline):
    """ 백그라운드에서 데이터베이스 업데이트 """
    cur.execute("INSERT INTO tasks (task, priority, deadline) VALUES (?, ?, ?)", (task, priority, deadline))
    conn.commit()
    root.after(0, lambda: entry.delete(0, tk.END))
    root.after(0, update_list)

def update_list():
    """ 기존 목록을 초기화하지 않고 효율적으로 갱신 """
    cur.execute("SELECT * FROM tasks ORDER BY priority DESC")
    rows = cur.fetchall()
    tree.delete(*tree.get_children())  # 기존 항목 삭제
    for row in rows:
        tree.insert("", tk.END, values=row)

root = tk.Tk()
root.title("TODO 리스트")

entry = tk.Entry(root, width=40)
entry.grid(row=0, column=0, padx=5, pady=5)

priority_var = tk.IntVar()
priority_dropdown = ttk.Combobox(root, textvariable=priority_var, values=[1, 2, 3])
priority_dropdown.grid(row=0, column=1, padx=5, pady=5)
priority_dropdown.current(0)

deadline_entry = tk.Entry(root, width=15)
deadline_entry.grid(row=0, column=2, padx=5, pady=5)

add_btn = tk.Button(root, text="추가", command=add_task)
add_btn.grid(row=0, column=3, padx=5, pady=5)

tree = ttk.Treeview(root, columns=("ID", "Task", "Priority", "Deadline"), show="headings")
tree.heading("ID", text="ID")
tree.heading("Task", text="할 일")
tree.heading("Priority", text="우선순위")
tree.heading("Deadline", text="마감일")
tree.grid(row=1, column=0, columnspan=4, padx=5, pady=5)

update_list()
root.mainloop()

conn.close()

✅ 멀티스레딩을 활용하여 UI가 멈추지 않고 데이터를 처리할 수 있습니다.

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📌 최종 정리

• 대규모 애플리케이션 설계: 모듈화, 클래스 기반 설계 적용
• 성능 최적화: 이벤트 루프 최적화, 메모리 관리, 위젯 수 감소
• 멀티스레딩 적용: UI 멈춤 방지
• 실습: SQLite 연동 TODO 리스트 제작 및 성능 최적화