브라우저의 렌더링 과정
브라우저는 다음과 같은 과정을 거쳐 렌더링을 수행한다.
- 브라우저는 렌더링에 필요한 리소스를 요청하고 서버로부터 응답을 받는다.
- 브라우저의 렌더링 엔진은 서버로부터 응답된 HTML과 CSS를 파싱하여 DOM과 CSSOM을 생성하고 이들을 결합하여 렌더 트리를 생성한다.
만약 HTML을 파싱하는 도중에 외부 리소스를 로드하는 태그를 만나면 HTML의 파싱을 일시 중단하고 해당 리소스 파일을 서버로 요청한다. - 브라우저의 자바스크립트 엔진은 자바스크립트를 파싱하여 AST(Abstract Syntax Tree)를 생성하고 바이트코드로 변환하여 실행한다.
이때 자바스크립트는 DOM API를 통해 DOM이나 CSSOM을 변경할 수 있다. 변경된 DOM과 CSSOM은 다시 렌더 트리로 결합된다. - 렌더 트리를 기반으로 HTML 요소의 레이아웃(위치와 크기)을 계산하고 브라우저 화면에 HTML 요소를 페인팅한다.
잠깐! 여기서 파싱과 렌더링이란?
- 파싱(parsing)
파싱은 프로그래밍 언어의 문법에 맞게 작성된 텍스트 문서를 읽어 들여 텍스트 문서의 문자열을 토큰(문법적으로 나눌 수 없는 코드의 기본 요소)으로 분해하고, 토큰에 문법적 의미와 구조를 반영하여 트리 구조의 자료구조인 파스 트리를 생성하는 일련의 과정을 말한다.- 렌더링(rendering)
렌더링은 HTML, CSS, 자바스크립트로 작성된 문서를 파싱하여 브라우저에 시각적으로 출력하는 것을 말한다.
HTTP 1.1과 HTTP 2.0
HTTP(HyperText Transfer Protocol)는 웹에서 브라우저와 서버가 통신하기 위한 프로토콜(규약)이다.
1.1은 1999년, 2.0은 2015년에 발표되었다. HTTP/1.1은 커넥션당 하나의 요청과 응답만 처리하는데, HTTP/2는 여러 개의 요청과 응답이 가능하다. 따라서 1.1에 비해 페이지 로드 속도가 약 50% 빠르다.
렌더 트리 생성
HTML과 CSS를 파싱하여 만들어진 DOM(Document Object Model)과 CSSOM(CSS Object Model)은 렌더링을 위해 렌더 트리(render tree)로 결합된다.
렌더 트리는 렌더링을 위한 트리 구조의 자료구조다. 그러므로 브라우저 화면에 렌더링되는 노드만으로 구성된다.
완성된 렌더 트리는 각 HTML 요소의 레이아웃(위치와 크기)을 계산하는 데 사용되며 브라우저 화면에 픽셀을 렌더링하는 페인팅(painting) 처리에 입력된다.
브라우저의 렌더링 과정은 반복해서 실행될 수 있는데 브라우저 창의 리사이징에 의한 뷰포트(viewport) 크기가 변경되거나 CSS 등에 의해 레이아웃 계산과 페인팅이 재차 실행된다. 레이아웃 계산과 페인팅을 다시 실행하는 리렌더링은 성능에 악영향을 주므로 가급적 리렌더링이 빈번하게 발생하지 않도록 주의해야한다.
자바스크립트 파싱과 실행
자바스크립트 파싱과 실행은 브라우저의 렌더링 엔진이 아니라 자바스크립트 엔진이 처리한다. 자바스크립트 엔진은 자바스크립트를 해석하여 AST를 생성한다. AST는 토큰에 문법적 의미와 구조를 반영한 트리 구조의 자료구조다. 이 AST를 기반으로 인터프리터가 실행할 수 있는 중간 코드인 바이트코드를 생성하여 실행한다.
자바스크립트 파싱에 의한 HTML 파싱 중단
렌더링 엔진과 자바스크립트 엔진은 병렬적으로 파싱을 실행하지 않고 직렬적으로 파싱을 수행한다. 동기적으로 HTML, CSS, 자바스크립트를 파싱하고 실행한다. 때문에 script 태그의 위치에 따라 HTML 파싱이 블로킹되어 DOM 생성이 지연될 수 있다. 만약 DOM API를 사용할 때 DOM의 생성이 완료되지 않은 상태라면 문제가 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 body 요소의 가장 아래에 자바스크립트를 위치시키면 된다.
script 태그의 async/defer 어트리뷰트
위의 문제를 근본적으로 해결하기 위해 HTML5부터 script 태그에 async와 defer 어트리뷰트가 추가되었다. 인라인 자바스크립트가 아닌 외부 자바스크립트 파일을 로드하는 경우에만 사용할 수 있다.
<script async src="app.js"></script>
<script defer src="app.js"></script>async와 defer 어트리뷰트를 사용하면 HTML 파싱과 외부 자바스크립트 파일의 로드가 비동기적으로 동시에 진행된다. 둘 다 IE10 이상에서 지원된다.
async는 자바스크립트 파일의 로드가 완료된 직후 진행되고, script 태그의 순서와는 상관없이 실행되므로 순서가 보장되지 않는다.
반면에 defer는 DOM 생성이 완료된 직후 진행되므로 DOM 생성이 완료된 이후 실행되어야 할 자바스크립트에 유용하다.
참고문헌
모던 자바스크립트 Deep Dive - 이웅모
