웹 애플리케이션의 클라이언트 사이드 자바스크립트는 브라우저에서 HTML, CSS와 함께 실행된다. 따라서 브라우저 환경을 고려할 때 효율적인 클라이언트 사이드 자바스크립트 프로그래밍이 가능하다.
파싱
프로그래밍 언어의 문법에 맞게 작성된 텍스트 문서를 읽어 들여 실행하기 위해 텍스트 문서의 문자열을 토큰으로 분해하고, 토큰에 문법적 의미와 구조를 반영하여 트리 구조의 자료구조인 파스 트리를 생성하는 일련의 과정이다.
렌더링
HTML, CSS, JS로 작성된 문서를 파싱하여 브라우저에 시각적으로 출력하는 것을 말한다.
HTML 파싱과 DOM 생성
브라우저의 요청에 의해 서버가 응답한 HTML 문서는 문자열로 이루어진 순수 텍스트이다. 이 텍스트를 브라우저에 시각적으로 렌더링 하기 위해서는 HTML 문서를 브라우저가 이해할 수 있는 자료구조 DOM을 생성한다.
- 서버에 존재하던 HTML 파일이 브라우저의 요청에 의해 응답된다.
- 브라우저는 서버가 응답한 HTML 문서를 바이트 형태로 응답받는다. 응답된 바이트 형태의 HTML 문서는 meta태그의 charset 어트리뷰트에 지정된 인코딩 방식을 기준으로 문자열로 변환된다.
- 문자열로 변환된 HTML 문서를 읽어 들여 문법적 의미를 갖는 코드의 최소 단위인 토큰들로 분해한다.
- 각 토큰들을 객체로 변환하여 노드들을 생성한다. 문서 노드,요소 노드,어트리뷰트 노트,텍스트 노드가 생성되며 이후 DOM을 구성하는 기본요소가 된다.
- HTML 요소는 중첩관계를 갖게된다. 중첩 관계에 따라 부자 관계가 형성되며 이를 반영하여 모든 노드들을 트리 자료구조로 구성한다. 이 노드들로 구성된 트리 자료구조를 DOM이라 부른다.
CSS 파싱과 CSSOM 파싱
렌더링 엔진이 DOM을 생성해 나가다가 CSS를 로드하는 link태그나 style 태그를 만나면 DOM 생성을 일시 중지한다.
그리고 link태그의 href 어트리뷰트에 지정된 CSS 파일을 서버에 요청하여 로드한 CSS 파일이나 style 태그 내의 CSS를 파싱과정(바이트 → 문자 → 토큰 → 노드 → CSSOM)을 거치며 해석하여 CSSOM을 생성한다.
CSS파싱이 완료하면 HTML 파싱이 중단된 지점부터 다시 HTML을 파싱하기 시작하여 DOM 생성을 재개한다.
렌더 트리 생성
DOM과 CSSOM은 렌더링을 위해 렌더트리로 결합된다.
렌더 트리는 렌더링을 위한 트리구조의 자료구조다. 따라서 브라우저 화면에 렌더링 되지 않는 노드(meta, script)와 CSS에 의해 비표시(display : none)되는 노드들은 표함하지 않는다.
이후 완성된 렌더 트리는 각 HTML 요소의 레이아웃을 계산하는데 사용되며 브라우저 화면에 픽셀을 렌더링하는 페인딩 처리에 입력된다.
자바스크립트 파싱과 실행
렌더링 엔진은 DOM을 생성해 나가다가 자바스크립트 파일을 로드하는 script 태그나 자바스크립트 코드를 콘텐츠로 담은 script 태그를 만나면 DOM 생성을 일시 중단한다.
자바스크립트 파싱과 실행은 브라우저의 렌더링 엔진이 아닌 자바스크립트 엔진이 처리한다. 자바스크립트 엔진은 자바스크립트 코드를 파싱하여 CPU가 이해할 수 있는 저수준 언어로 변환하고 실행하는 역할을 한다.
렌더링 엔진으로부터 제어권을 넘겨받은 자바스크립트 엔진은 자바스크립트 코드를 파싱하기 시작한다. 자바스크립트 엔진은 자바스크립트를 해석하여 AST를 생성한다. 이를 기반으로 인터프리터가 실행할 수 있는 중간 코드인 바이트 코드를 생성하여 실행한다.
토크나이징
단순 문자열인 자바스크립트 소스코드를 어휘 분석하여 문법적 의미를 갖는 코드의 최소 단위인 토큰으로 분해한다.
파싱
토큰들의 집합을 구문 분석하여 AST를 생성한다. AST는 토큰에 문법적 의미와 구조를 반영한 트리구조의 자료구조다.
바이트코드 생성과 실행
파싱의 결과물로 생성된 AST는 인터프리터가 실행할 수 있는 중간 코드인 바이트코드로 변환되고 인터프리터에 의해 실행된다.
리플로우와 리페인트
리플로우는 레이아웃 계산을 다시 하는 것을 말하며, 노드 추가/삭제, 요소의 크기/위치 변경등 레이아웃에 영향을 주는 변경이 발생한 경우에 한하여 실행된다.
리페인트는 재결합된 렌더 트리를 기반으로 다시 페인트 하는 것을 말한다.
자바스크립트 파싱에 의한 HTML 파싱 중단
렌더링 엔진과 자바스크립트 엔진은 동기적으로 위에서 아래로 HTML,CSS, 자바스크립트를 파싱하고 실행한다. 이것은 script 태그의 위치에 따라 HTML 파싱이 블로킹되어 DOM 생성이 지연될 수 있다는 것을 의미한다.
따라서 자바스크립트 코드를 하단에 위치시켜 DOM 생성이 완료된 이후에 실행시키는 것이 좋다. 또한 자바스크립트가 실행되기 이전에 DOM 생성이 완료되어 렌더링되므로 페이지 로딩 시간이 단축되는 이점도 있다.
script 태그의 async/defer 어트리뷰트
위의 문제점(DOM 생성 중단)을 해결하기 위해 asycn와 defer 어트리뷰트가 추가되었다.
asycn와 defer 어트리뷰트는 scr 어트리뷰트를 통해 외부 자바스크립트 파일을 로드하는 경우에만 사용할 수 있다. 이 키워드를 사용하면 HTML 파싱과 외부 자바스크립트 파일의 로드가 비동기적으로 진행된다. 하지만 실행 시점에 차이가 있다.
async
script 태그의 순서와 상관없이 로드가 완료된 자바스크립트부터 먼저 실행되므로 순서가 보장되지 않는다. 따라서 순서 보장이 필요한 script 태그에는 async 어트리뷰트를 지정하지 않아야 한다.
defer
HTML 파싱이 완료된 직후 DOM 생성이 완료된 직후 진행된다.
