38장. 브라우저의 렌더링 과정

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구글 v8엔진으로 빌드된 Node.js(자바스크립트 런타임 환경) 등장으로, 자바스크립트는 웹 브라우저를 벗어나 서버 사이드 애플리케이션 개발에서도 사용할 수 있는 범용 개발 언어가 됨.

 

대부분의 언어들은 운영체제나 가상머신 위에서 실행되지만, 웹 애플리케이션의 클라이언트 사이드 자바스크립트는 브라우저에서 HTML, CSS와 함께 실행됨.

따라서, 브라우저 환경을 고려할 때, 좀 더 효율적인 클라이언트 사이드 자바스크립트 프로그래밍이 가능함.

 

- 파싱 : 프로그래밍 언어의 문법에 맞게 작성된 텍스트 문서의 문자열을 토큰으로 분해하고, 토큰에 문법적 의미와 구조를 반영하여 파스트리 생성하는 일련의 과정, 파싱이 끝나면 파스트리를 기반으로 바이트코드를 생성하고 실행함.

 

- 렌더링 : HTML, CSS, 자바스크립트로 작성된 문서를 파싱하여 브라우저에 시각적으로 출력하는 것

 

 

1. 브라우저의 렌더링 과정

1) 브라우저는 렌더링에 필요한 리소스(HTML, CSS, 자바스크립트, 이미지, 폰트 ..)를 요청하고, 서버로부터 응답 받음

2) 브라우저의 렌더링 엔진은 서버로부터 응답된 HTML, CSS를 파싱하여 DOM, CSSOM 생성하고 결합하여 렌더트리 생성

3) 브라우저의 자바스크립트 엔진은 서버로부터 응답된 자바스크립트를 파싱하여 AST 생성하고, 바이트코드로 변환하여 실행

이 때, 자바스크립트는 DOM API 통해 DOM과 CSSOM 변경 가능, 변경된 DOM과 CSSOM은 다시 렌더트리로 결합.

4) 렌더트리를 기반으로 HTML 요소의 레이아웃 계산하고, 브라우저 화면에 HTML 요소 페인팅

 

 

** 브라우저의 핵심 기능

필요한 리소스를 서버에 요청하고 서버로부터 응답받아 파싱하고, 브라우저에 시각적으로 렌더링 하는 것.

 

 

 

2. 요청과 응답

루트 요청에는 명확히 리소스를 요청하는 내용은 없지만, 일반적으로 서버는 루트요청에 대해 암묵적으로 정적파일 index.html 응답.

index.html이 아닌 다른 정적파일을 요청하려면 정적파일의 경로를 기술하여 요청.

그렇다고, 주소창을 통해서만 서버에게 정적파일 요청할 수 있는 것은 아님, 자바스크립트 통해 동적으로 정적/동적 데이터 요청 가능.

 

 

 

3. HTTP 1.1 과 2.0

* HTTP : 웹에서 브라우저와 서버가 통신하기 위한 프로토콜

 

HTTP/1.1 : 커넥션당 하나의 요청과 응답만 처리(여러개 X), 리소스 요청이 개별적으로 전송되고 응답도 개별적으로 전송.

동시전송이 불가하기 때문에, 요청할 리소스의 개수에 비례하여 응답 시간 증가

 

HTTP/2 : 커넥션당 여러 개의 요청과 응답 가능(다중 요청/응답 가능) -> 페이지 로드 속도가 HTTP 1.1 보다 50% 빠름

 

 

 

4. HTML 파싱과 DOM 생성

ex) index.html이 서버로부터 응답 됨 -> 브라우저의 렌더링 엔진은 응답받은 html 문서를 파싱하고, DOM 을 생성.

(* DOM : Document Object Model, 브라우저가 이해할 수 있는 자료구조 -> html 문서를 파싱한 결과물)

 

 

 

5. CSS 파싱과 CSSOM 생성

렌더링 엔진은 HTML을 순차적으로 파싱하며 DOM을 생성하다가, CSS를 로드하는 style태그나 link태그를 만나면 DOM 생성을 일시 중단하고, CSS를 파싱하여 CSSOM 생성함. CSS 파싱을 완료 한 후, HTML 파싱이 중단된 지점부터 다시 HTML 파싱.

 

 

 

6. 렌더트리 생성

DOM과 CSSOM은 렌더링을 위한 렌더트리로 결합됨.

(* 렌더트리 : 렌더링을 위한 트리구조의 자료구조, 브라우저 화면에 렌더링 되는 노드만 표시(비표시되는 노드들은 포함 X), 각 HTML 요소의 레이아웃을 계산하는데 사용되고, 브라우저 화면에 픽셀을 렌더링하는 페인팅 처리에 입력됨. )

 

+ 리렌더링이 일어나는 이유

1) 자바스크립트에 의한 노드 추가 및 삭제

2) 브라우저 창의 리사이징에 의한 뷰포트 크기 변경

3) HTML 요소의 레이아웃에 변경을 발생시키는 스타일 변경

 

 

++ 리플로우/리페인팅

DOM과 CSSOM을 변경하는 DOM API가 사용된 경우, 변경된 DOM과 CSSOM은 다시 렌더트리로 결합되고 변경된 렌더트리를 기반으로 레이아웃과 페인트 과정을 거쳐 화면에 다시 렌더링 됨.

 

- 리플로우 : 레이아웃 계산을 다시 하는 것, 레이아웃에 영향을 주는 변경이 일어난 경우에 한해서 실행

- 리페인트 : 재결합된 렌더트리를 기반으로 다시 페인트 하는 것

 

리플로우와 리페인트가 순차적으로 동시에 일어나는 것은 아님, 레이아웃에 영향이 없는 변경은 리플로우 없이, 리페인트만 다시 일어남.

 

 

 

7. 자바스크립트 파싱에 의한 HTML 파싱 중단

렌더링 엔진과 자바스크립트 엔진은 직렬적으로 파싱을 수행함, 브라우저는 동기적, 순차적

-> script 태그의 위치에 따라 HTML 파싱이 블로킹 되어 DOM 생성이 지연될 수 있음

 

따라서, body 요소의 가장 아래에 자바스크립트를 위치 시키는 것이 좋음

 

이유 : DOM이 완성되지 않은 상태에서 자바스크립트가 DOM을 조작하면 에러 발생할 수 있음.

자바스크립트 로딩/파싱/실행으로 인해 HTML 요소들의 렌더링에 지장받는 일이 발생하지 않아, 페이지 로딩시간이 단축됨.

 

 

8. script 태그의 async/defer 어트리뷰트

 

* 공통점 : async/defer 어트리뷰트는 src 어트리뷰트를 통해 외부 자바스크립트 파일을 로드하는 경우에만 사용, 

async/defer 어트리뷰트를 사용하면 HTML 파싱과 외부 자바스크립트 파일의 로드가 비동기적으로 동시 진행됨

 

* 차이점 : 자바스크립트의 실행 시점

 

- async 어트리뷰트 : 자바스크립트의 파싱과 실행은 자바스크립트 파일 로드가 완료된 후 진행, 이 때 HTML 파싱 중단

여러개의 script 태그에 async 어트리뷰트 지정하면 script 태그 순서와 상관없이, 로드가 완료된 자바스크립트부터 실행 -> 순서보장 x

 

- defer 어트리뷰트 : 자바스크립트의 파싱과 실행은  HTML 파싱이 완료된 직후 진행, DOM 생성이 완료된 이후 실행되어야 할 자바스크립트에 유용