브라우저의 렌더링 과정 요약
1. DOM 트리 생성 후 CSSOM 트리 생성
페이지를 렌더링 하기 위해서는 먼저 HTML을 파싱하여 DOM 트리를 생성한 후 CSS를 파싱하여 CSSOM 트리를 생성한다.
2. 렌더링 트리 생성
DOM트리와 CSSOM 트리가 만들어지면 이 둘을 결합해서 렌더링 트리를 생성한다.
렌더링 트리에는 페이지를 렌더링 하는데 필요한 노드만 포함되며display:none속성의 경우 제외된다.
3. 레이아웃 단계
레이아웃 단계에서는 뷰포트 내에서 각 요소의 정확한 위치와 크기를 계산한다. 모든 상대적인 측정값은 화면에서 절대적인 픽셀로 변환된다.
4. 페인트 단계
레이아웃 단계에서 모든 계산이 완료되면 화면에 요소를 그리며 클라이언트가 볼 수 있도록 한다.
DOM 생성과정
- 브라우저의 요청에 의해 HTML파일 응답되고, 이 파일을 서버가 읽어들여 메모리에 저장한 후 메모리에 저장된 바이트를 인터넷을 경유하여 응답한다.
- 브라우저는 응답받은 바이트 형태의 HTML 문서는 meta 태그의 charset 속성에 의해 지정된 인코딩 방식을 기준으로 문자열로 변환된다.
- 문자열로 변화된 HTML 문서를 읽어 문법적 의미를 갖는 최소 단위인 토큰들로 분해한다.
- 각 토큰들을 객체로 변환하여 노드들을 생성한다. 이 노드들은 이후 DOM을 구성하는 기본 요소가 된다.
- HTML 문서는 HTML요소들의 집합으로 이뤄지며 HTML 요소는 중첩관계를 가지며, 요소 간에는 중첩관계에 의해 부모자식 관계가 형성된다. 이러한 관계를 반영하여 모든 노드들을 트리 자료구조로 구성하는데, 이 트리구조를 DOM이라 부른다.
CSS 파싱과 CSSOM 생성
HTML을 처음부터 한 줄씩 순차적으로 파싱하여 DOM을 생성해나가다, CSS를 로드하는 link나 style을 만나면 DOM 생성을 일시 중지한다.
그리고 link 태그의 href 속성에 저장된 CSS파일을 서버에 요청하여 로드한 CSS파일이나 style 태그 내의 CSS를 HTML과 동일한 파싱 과정(바이트→문자→토큰→노드→CSSOM)을 거치며 해석하여 CSSOM을 생성한다.
렌더 트리 생성
💡 HTML → DOM tree → ↓
CSS → CSSOM → Render Tree → Layout → Paint
렌더링 엔진은 HTML과 CSS를 파싱하여 각각 DOM과 CSSOM를 생성한다. 그리고 렌더링을 위해 DOM과 CSSOM을 렌더트리로 결합한다. 렌더트리는 렌더링을 위한 트리구조로써, 화면에 렌더링되지 않는 노드(ex: display: none)들은 포함되지 않는다. 이후 완성된 렌더트리는 각 HTML 요소의 레이아웃을 계산하는 데 사용되며 브라우저 화면에 픽셀을 렌더링하는 페인팅 처리에 입력된다.
자바스크립트에 의한 노드 추가 및 삭제, 뷰포트 크기 변경, html요소의 레이아웃 변경 등으로 인해 지금까지의 렌더링 과정이 반복해서 실행될 수 있다. 하지만 이러한 리렌더링은 많은 비용이 들기 때문에 리렌더링이 자주 발생하는 것을 주의해야 한다.
자바스크립트 파싱과 실행
렌더링 엔진은 CSS 파싱과 마찬가지로 자바스크립트 파일을 로드하는 script 태그를 만나면 DOM 생성을 일시 중단하고 자바스크립트 코드를 파싱하기 위해 자바스크립트 엔진에 제어권을 넘긴다.
자바스크립트 엔진은 코드를 파싱하여 CPU가 이해할 수 있는 low-level language로 변환하고 실행하는 역할을 한다. 자바스크립트를 해석하여 AST(추상적 구문 트리)를 생성하고, 이를 기반으로 인터프리터가 실행할 수 있는 중간코드인 바이트코드를 생성하여 실행한다.
토크나이징
단순한 문자열인 자바스크립트 소스코드를 어휘분석하여 문법적 의미를 갖는 코드의 최소단위인 토큰들로 분해하는 과정
파싱
토큰들의 집합을 구문분석 하여 AST를 생성하는 과정 AST를 사용하면 TypeScript, Babel, Prettier와 같은 트랜스파일러를 구현할 수도 있다.
바이트코드 생성과 실행
파싱의 결과물로 생성된 AST는 인터프리터가 이해할 수 있는 중간코드인 바이트코드로 변환되고 인터프리터에 의해 실행된다.
리플로우와 리페인트
자바스크립트 코드에 DOM이나 CSSOM을 변경하는 DOM API가 사용된 경우, 다시 렌더 트리로 결합되고 변경된 렌더트리를 기반으로 레이아웃 페인트 과정을 거쳐 브라우저 화면에 다시 렌더링 되는데 이를 리플로우, 리페인트라고 말한다.
리플로우는 레이아웃을 다시 계산하는 것을 말하며, 리페인트는 재결합된 렌더 트리를 기반으로 다시 페인트를 하는 것이다. 레이아웃에 영향이 없는 변경은 리페인트만 실행된다.
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리플로우가 일어나는 대표적인 속성
position, width, height, margin, padding, border, font-size, overflow -
리페인트만 일어나는 대표적인 속성
background, color, text-decoration, border-style, border-radius
async 속성과 defer 속성
<script async src="extern.js"></script>
<script defer src="extern.js"></script>async와 defer 어트리뷰트르 사용하면 HTML 파싱과 외부 자바스크립트파일의 로드가 비동기적으로 동시에 진행된다.
async 어트리뷰트는 자바스크립트 파일의 로드가 완료가 진행된 직 후 HTML 파싱을 중단하고 진행되며, async 태그 순서는 보장되지 않는다.
defer 어트리뷰트는 HTML 파싱이 완료된 직후, 즉 DOM 생성이 완료된 직후에 자바스크립트 파싱과 실행이 진행된다. 따라서 DOM 생성이 완료된 이후 실행될 자바스크립트에 유용하다.
