브라우저 렌더링 과정
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파싱 : 프로그래밍 언어의 문법에 맞게 작성된 텍스트 문서의 문자열을 토큰으로 분해하고 트리 구조의 파스 트리를 생성하는 과정이다. 파싱이 완료된 이후 파스 트리를 중간 언어인 바이트코드를 생성하고 실행한다.
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렌더링: HTML, CSS, 자바스크립트로 작성된 문서를 파싱하여 브라우저에 시각적으로 출력한다.
- 브라우저는 HTML, CSS, JS 등 리소스를 요청하고 서버로부터 응답을 받는다.
- 응답된 HTML, CSS를 파싱하여 DOM, CSSOM 생성하고 렌더 트리를 생성한다.
- 브라우저 자바스크립트 엔진은 응답된 JS를 파싱하여 AST 생성하고 바이트 코드로 변환 후 실행한다. 이때 JS는 DOM API를 통해 DOM이나 CSSOM을 변경할 수 있다. 변경된 부분은 다시 렌더 트리로 결합된다.
- 렌더 트리를 기반으로 HTML 요소의 레이아웃을 계산하고 화면에 페인팅 한다.
요청과 응답
브라우저의 핵심 기능은 필요한 리소스를 서버에 요청하고 응답 받아 브라우저에 시각적으로 렌더링하는 것이다.
HTML 파싱과 DOM 생성
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="UTF-8">
<link rel="stylesheet" href="style.css">
</head>
<body>
<ul>
<li id="apple">Apple</li>
<li id="banana">Banana</li>
<li id="orange">Orange</li>
</ul>
<script src="app.js"></script>
</body>
</html>
브라우저 렌더링은 일련의 과정을 통해 HTML 문서를 파싱하여 DOM을 생성한다.
- HTML 파일이 브라우저 요청에 의해 요청된다. 서버는 요청한 HTML 파일을 읽어들여 메모리에 저장하고 바이트를 응답한다.
- 바이트 형태의 HTML문서는 문자열로 변환된다.
- 문자열로 변환된 HTML을 토큰으로 분해한다.
- 각 토큰을 변환하여 노드를 생성한다
- HTML 요소는 중첩 관계를 갖는다. 관계를 파악하여 노드를 트리 자료구조로 구성한다. 이를 DOM이라 부른다.
DOM은 HTML을 파싱한 결과물이다.
CSS 파싱과 CSSOM 생성
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="UTF-8">
<link rel="stylesheet" href="style.css">
...
렌더링 엔진은 DOM을 생성해 나가다가 CSS 로드하는 link 태그나 style 태그를 만나면 생성을 중단한다.
그리고 태그에 지정된 CSS를 HTML과 동일한 과정(바이트 - 문자 - 토큰- 노드 - CSSOM)을 거치며 CSSOM을 생성한다.
렌더 트리 생성
DOM과 CSSOM을 생성하고 렌더링을 위해 렌더트리로 결합된다. 이후 완성된 렌더 트리는 각 HTML요소의 레이아웃을 계산하는 데 사용되며 페인팅 처리에 입력된다.
렌더링 과정은 반복해서 실행될 수 있다.
- js에 의한 노드 추가 삭제
- 뷰포트 리사이징
- 레이아웃 변경을 일으키는 css 변경
자바스크립트 파싱과 실행
토크나이징
자바스크립트 소스코드를 토큰으로 분해한다.
파싱
토큰을 분석하여 AST(추상적 구문 트리)를 생성한다. AST는 토큰에 문법적 의미와 구조를 반영한 트리 구조이다.
바이트코드 생성과 실행
AST는 인터프리터가 실행할 수 있는 바이트코드로 변환되고 인터프리터에 의해 실행된다.
리플로우와 리페인트
변경된 DOM이나 CSSOM은 다시 렌더 트리로 결합되고 변경된 렌더 트리를 기반으로 레이아웃과 페인트 과정을 거친다.
자바스크립트 파싱에 의한 HTML 파싱 중단
자바스크립트 엔진은 병력적으로 파싱을 실행하지 않고 직렬적으로 파싱을 수행한다.
브라우저는 동기적으로, 위에서 아래 방향으로 순차적으로 파싱하고 실행한다. script 태그 위치에 따라 HTML 파싱이 블로킹되여 DOM 생성이 지연될 수 있다.
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="UTF-8">
<link rel="stylesheet" href="style.css">
<script>
const $apple = document.getElementById('apple');
$apple.style.color = 'red'; // TypeError: Cannot read property 'style' of null
</script>
</head>
<body>
<ul>
<li id="apple">Apple</li>
<li id="banana">Banana</li>
<li id="orange">Orange</li>
</ul>
</body>
</html>id가 'apple'인 HTML 요소의 css color 프로퍼티 값을 변경한다. 이때 DOM에는 id가 'apple'인 HTML 요소가 포함되어 있지 않기 때문에 에러가 발생한다.
이러한 문제를 회피하기 위해 가장 아래에 자바스크립트를 위치시킨다.
- DOM이 완성되지 않은 상태에서 DOM을 조작하면 에러가 발생한다.
- 자바스크립트로 인해 다른 것들의 렌더링에 지장받는 일이 발생하지 않아 페이지 로딩 시간이 단축된다.
Script 태그의 async/defer 어트리뷰트
<script async src="extern.js"></script>
<script defer src="extern.js"></script>HTML 파싱과 자바스크립트 로드가 비동기적으로 동시에 진행된다.
async 어트리뷰트
- 동시에 진행되지만 자바스크립트의 파싱과 실행은 파일의 로드가 완료 된 직후 진행되며 HTML 파일이 중단된다.
- 로드가 완료된 자바스크립트 먼저 실행되므로 순서를 보장하지 않는다.
defer 어트리뷰트
- async 어트리뷰트와 마찬가지로 HTML 파싱과 외부 자바스크립트 파일의 로드가 비동기적으로 동시에 진행된다.
- 단, 자바스크립트의 파싱과 실행은 HTML 파싱이 완료된 직후, 즉 DOM 생성이 완료된 직후 진행된다.
- 따라서 DOM 생성이 완료된 이후 실행되어야 할 자바스크립트에 유용하다.
