브라우저 렌더링
렌더링 엔진의 동작 과정
1. DOM(Document Object Model), CSSOM(CSS Object Model) 생성
가장 첫번째 단계는 서버로부터 받은 HTML, CSS를 다운로드 받습니다. 그리고 HTML, CSS파일은 단순한 텍스트이므로 연산과 관리가 유리하도록 Object Model로 만들게 됩니다. HTML CSS 파일은 각각 DOM Tree와 CSSOM으로 만들어집니다.
2. Render Tree 생성
DOM Tree와 CSSOM Tree가 만들어졌으면 그 다음으로는 이 둘을 이용하여 Render Tree를 생성합니다. 순수한 요소들의 구조와 텍스트만 존재하는 DOM Tree와는 달리 Render Tree에는 스타일 정보가 설정되어 있으며 실제 화면에 표현되는 노드들로만 구성됩니다.
그러면 여기서 각 요소에 스타일 정보들이 설정되어 있는건 이해할 수 있겠는데 실제 화면에 표현되는 노드들로만 구성된다는 이야기에 "모든 요소는 다 화면에 표현되는거 아닌가?" 라는 의문을 가지실 것 같습니다.
결론을 말하면 네, 아닙니다. 간단한 예로 display: none 속성이 설정된 노드는 화면에 어떠한 공간도 차지하지 않기 때문에 Render Tree를 만드는 과정에서 제외됩니다. 여기서 조금만 더 팁을 드리자면 visibility: invisible 은 display: none과 비슷하게 동작하지만, 공간은 차지하고 요소가 보이지 않게만 하기 때문에 Render Tree에 포함됩니다.
3. Layout
Layout 단계는 브라우저의 뷰포트(Viewport) 내에서 각 노드들의 정확한 위치와 크기를 계산합니다. 풀어서 얘기하자면 생성된 Render Tree 노드들이 가지고 있는 스타일과 속성에 따라서 브라우저 화면의 어느위치에 어느크기로 출력될지 계산하는 단계라고 할 수 있습니다. Layout 단계를 통해 %, vh, vw와 같이 상대적인 위치, 크기 속성은 실제 화면에 그려지는 pixel단위로 변환됩니다.
여기서 뷰포트(Viewport)란 그래픽이 표시되는 브라우저의 영역, 크기를 말합니다. 뷰포트는 모바일의 경우 디스플레이의 크기, PC의 경우 브라우저 창의 크기에 따라 달라집니다. 그리고 화면에 그려지는 각 요소들의 크기와 위치는 %, vh, vw와 같이 상대적으로 계산하여 그려지는 경우가 많기 때문에 viewport 크기가 달라질 경우 매번 계산을 다시해야 합니다.
4. Paint
Layout 계산이 완료되면 이제 요소들을 실제 화면을 그리게 됩니다. 이전 단계에서 이미 요소들의 위치와 크기, 스타일 계산이 완료된 Render Tree 를 이용해 실제 픽셀 값을 채워넣게 됩니다. 이 때 텍스트, 색, 이미지, 그림자 효과등이 모두 처리되어 그려집니다.
이 때 처리해야 하는 스타일이 복잡할수록 Paint 단계에 소요되는 시간이 늘어나게 됩니다. 간단한 예시로 단순한 단색 background-color의 경우 paint 속도가 빠르지만 그라데이션이나 그림자 효과등은 painting 소요시간이 비교적 더 오래 소요됩니다.
그렇다면 웹 성능 최적화를 어떻게 할 수 있을까요? 이를 알려면 Reflow와 Repaint에 대해 먼저 짚고 넘어가야 합니다.
최적화를 위한 Reflow, Repaint
Reflow (Layout)
위에서 언급된 렌더링 과정을 거친 뒤에 최종적으로 페이지가 그려진다고 해서 렌더링 과정이 다 끝난것이 아닙니다. 어떠한 액션이나 이벤트에 따라 html 요소의 크기나 위치등 레이아웃 수치를 수정하면 그에 영향을 받는 자식 노드나 부모 노드들을 포함하여 Layout 과정을 다시 수행하게 됩니다. 이렇게 되면 Render Tree와 각 요소들의 크기와 위치를 다시 계산하게 됩니다. 이러한 과정을 Reflow라고 합니다.
// reflow 발생 예제
function reflow() {
document.getElementById('content').style.width = '600px';
}Reflow가 일어나는 대표적인 경우는 아래와 같습니다.
- 페이지 초기 렌더링 시(최초 Layout 과정)
- 윈도우 리사이징 시 (Viewport 크기 변경시)
- 노드 추가 또는 제거
- 요소의 위치, 크기 변경 (left, top, margin, padding, border, width, height, 등..)
- 폰트 변경 과(텍스트 내용) 이미지 크기 변경(크기가 다른 이미지로 변경 시)
Repaint (Paint)
Reflow만 수행되면 실제 화면에 반영되지 않습니다. 위에서 언급된 렌더링 과정과 같이 Render Tree를 다시 화면에 그려주는 과정이 필요합니다. 결국은 Paint 단계가 다시 수행되는 것이며 이를 Repaint 라고 합니다.
하지만 무조건 Reflow가 일어나야 Repaint가 일어나는것은 아닙니다. background-color, visibility와 같이 레이아웃에는 영향을 주지 않는 스타일 속성이 변경되었을 때는 Reflow를 수행할 필요가 없기 때문에 Repaint만 수행하게 됩니다.
