38장 브라우저의 렌더링 과정

38 브라우저의 렌더링 과정

  • 파싱(구문분석)은 프로그래밍 언어의 문법에 맞게 작성된 텍스트 문서를 읽어 들여 실행하기 위해 텍스트 문서의 문자열을 토큰으로 분해(어휘 분석)하고, 토큰에 문법적 의미와 구조를 반영하여 트리 구조의 자료구조인 파스 트리를 생성하는 일련의 과정을 말한다

  • 렌더링은 HTML, CSS, 자바스크립트로 작성된 문서를 파싱하여 브라우저에 시각적으로 출력하는 것을 말한다

  • 브라우저 렌더링 과정 1.브라우저는 HTML, CSS, 자바스크립트, 이미지, 폰트 파일 등 렌더링에 필요한 리소스를 요청하고 서버로부터 응답을 받는다 2.브라우저의 렌더링 엔진은 서버로부터 응답된 HTML과 CSS를 파싱하여 DOM과 CSSOM을 생성하고 이들을 결합하여 렌더 트리를 생성한다 3.브라우저의 자바스크립트 엔진은 서버로부터 응답된 자바스크립트를 파싱하여 AST를 생성하고 바이트코드로 변환하여 실행한다. 이때 자바스크립트는 DOM API를 통해 DOM이나 CSSOM을 변경할 수 있다. 변경된 DOM과 CSSOM은 다시 렌더 트리로 결합된다 4.렌더 트리를 기반으로 HTML 요소의 레이아웃(위치와 크기)을 계산하고 브라우저 화면에 HTML 요소를 페인팅 한다

  • 한줄 요약 : 결국엔 HTML,CSS,자.스 전부 최종 렌더트리 만든후 paint한다

38.1 요청과 응답

  • 브라우저의 핵심 기능은 필요한 리소스(HTML,CSS,자.스,이미지,폰트 등의 정적 파일 또는 서버가 동적으로 생성한 데이터)를 서버에 요청하고 서버로부터 응답받아 브라우저에 시각적으로 렌더링하는 것이다. 즉, 렌더링에 필요한 리소스는 전부 서버에 존재하므로 필요한 리소스를 서버에 요청하고 서버가 응답한 리소스를 파싱하여 렌더링하는 것이다

  • 서버에 요청을 전송하기 위해 브라우저는 주소창을 제공(URI) URI설명은 생략…

38.2 HTTP 1.1과 HTTP 2.0

  • HTTP는 웹에서 브라우저와 서버가 통신하기 위한 프로토콜(규약)이다

  • HTTP 1.1은 커넥션당 하나의 요청과 응답만 처리한다 HTTP 2.0은 커넥션당 여러 개의 요청과 응답을 처리한다(속도가 50% 더 빨라졌다)

38.3 HTML 파싱과 DOM 생성(38-01)

  • 예시로 아래같은 index.html이 서버로부터 응답되었다고 가정해보면, 브라우저의 렌더링 엔진은 아래 설명과 같은 과정을 통해 응답받은 HTML 문서를 파싱하여 브라우저가 이해할 수 있는 자료구조인 DOM을 생성한다

  • 1.서버는 브라우저가 요청한 HTML 파일을 읽어 들여 메모리에 저장한 다음 메모리에 저장된 바이트(2진수)를 인터넷을 경유하여 응답한다 2.브라우저는 서버가 응답한 HTML 문서를 바이트(2진수) 형태로 응답받는다 meta태그의 charset 어트리뷰트에 의해 지정된 인코딩 방식(예:UTF-8)을 기준으로 문자열로 변환된다. 이부분은 헤더에 담겨 응답 3.문자열로 변환된 문서를 문법적 의미를 갖는 코드의 최소 단위인 토큰들로 분해 4.각 토큰들을 객체로 변환하여 노드들을 생성. 문서 노드, 요소 노드, 어트리뷰트 노드, 텍스트 노드가 생성된다(DOM을 구성하는 기본 요소가 됨) 5.HTML 요소는 중첩 관계를 가지기 때문에 다른 HTML 요소도 포함될 수 있고 이를 부자 관계로 반영하여 모든 노드들을 트리 자료구조로 구성한다. 이 노드들로 구성된 트리 자료구조를 DOM이라 한다. 즉, DOM은 HTML 문서를 파싱한 결과물이다

  • 과정 한줄 요약 : 바이트->문자->토큰->노드->DOM

<!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>

38.4 CSS 파싱과 CSSOM 생성(38-02)

  • 렌더링 엔진은 HTML을 한 줄씩 순차적으로 파싱하여 DOM을 생성해 나간다. 따라서 CSS를 로드하는 link, style 태그들을 만나면 DOM 생성을 일시 중단한다

  • 그리고 CSS를 HTML과 동일한 파싱과정을 거쳐 CSSOM을 생성한다

  • 이후 다시 HTML을 한 줄씩 파싱하기 시작한다

<!-- 파싱중에 css를 만난 경우 -->
<!DOCTYPE html>
<html>
  <head>
    <meta charset="UTF-8">
    <link rel="stylesheet" href="style.css">
...

38-03

/* CSSOM을 생성한다 */
body {
  font-size: 18px;
}

ul {
  list-style-type: none;
}

38.5 렌더 트리 생성

  • DOM과 CSSOM은 렌더링을 위해 렌더 트리로 결합

  • 이후 완성된 렌더 트리는 각 HTML 요소의 레이아웃(위치와 크기)을 계산하는 데 사용되며 브라우저 화면에 픽셀을 렌더링하는 페인팅(painting)처리에 입력된다

  • 레이아웃 계산과 페인팅을 다시 실행하는 리렌더링은 비용이 많이 들기 때문에, 리렌더링이 많이 발생하지 않게 주의

38.6 자바스크립트 파싱과 실행

  • DOM은 생성된 DOM을 동적으로 조작할 수 있게 DOM API를 제공한다(39장 “DOM”)

  • 브라우저의 렌더링 엔진이 HTML 파싱을 쭉 하다가 script태그를 만나면 자바스크립트 엔진에게 제어권을 넘긴다

  • 따라서 자바스크립트 파싱과 실행은 자바스크립트 엔진이 처리한다 엔진은 코드를 파싱하여 렌더링 엔진이 DOM, CSSOM을 생성하듯이 AST를 생성한다. 그리고 AST를 기반으로 인터프리터가 실행할 수 있는 중간코드인 바이트코드를 생성하여 실행한다. 마지막으로 다시 브라우저의 렌더링 엔진에게 제어권을 넘긴다

  • 자세한것은 책의 그림을 보는것을 추천

38.7 리플로우와 리페인트

  • 만약 자바스크립트 코드에 DOM API가 사용된 경우 DOM이나 CSSOM이 변경된다. 이때 변경된 DOM과 CSSOM은 다시 렌더 트리로 결합되고 변경된 렌더 트리를 기반으로 레이아웃과 페인트 과정으르 거쳐 브라우저의 화면에 다시 렌더링한다. =>리플로우, 리페인트라 한다

  • 리플로우 : 레이아웃 계산을 다시 하는 것

  • 리페인트 : 재결합된 렌더 트리를 기반으로 다시 페인트를 하는 것

38.8 자바스크립트 파싱에 의한 HTML 파싱 중단(38-04)

  • 동기적으로 렌더링이 일어났다는걸 이제는 이해할텐데 그렇다면 script태그의 위치에 의해 블로킹이 발생한다는 점도 이해할 것이다. 이를 해결하려면?

  • body요소의 가장 아래에 script태그를 두는것이 가장 좋은 아이디어다

<!DOCTYPE html>
<html>
  <head>
    <meta charset="UTF-8">
    <link rel="stylesheet" href="style.css">
    <script>
      /*
      DOM API인 document.getElementById는 DOM에서 id가 'apple'인 HTML 요소를
      취득한다. 아래 DOM API가 실행되는 시점에는 아직 id가 'apple'인 HTML 요소를 파싱하지
      않았기 때문에 DOM에는 id가 'apple'인 HTML 요소가 포함되어 있지 않다.
      따라서 아래 코드는 정상적으로 id가 'apple'인 HTML 요소를 취득하지 못한다.
      */
      const $apple = document.getElementById('apple');

      // id가 'apple'인 HTML 요소의 css color 프로퍼티 값을 변경한다.
      // 이때 DOM에는 id가 'apple'인 HTML 요소가 포함되어 있지 않기 때문에 에러가 발생한다.
      $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>

38-05

  • 로딩도 더욱 빨라지는 장점도 있다
<!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>
      /*
      DOM API인 document.getElementById는 DOM에서 id가 'apple'인 HTML 요소를
      취득한다. 아래 코드가 실행되는 시점에는 id가 'apple'인 HTML 요소의 파싱이 완료되어
      DOM에 포함되어 있기 때문에 정상적으로 동작한다.
      */
      const $apple = document.getElementById('apple');

      // apple 요소의 css color 프로퍼티 값을 변경한다.
      $apple.style.color = 'red';
    </script>
  </body>
</html>

38.9 script 태그의 async/defer 어트리뷰트(38-06)

  • 참고 : 인라인 자바스크립트는 script태그로 감싸진 부분을 의미

  • HTML5부터 script 태그에 async와 defer 어트리뷰트가 추가(앞에서의 문제를 해결하기 위해서)

  • 이는 src 어트리뷰트를 통해 외부 자바스크립트 파일을 로드하는 경우에만 사용가능

  • 실행 시점만 차이가 있고 두개의 어트리뷰트의 역할은 비동기적으로 진행한다

  • async 어트리뷰트 : 자바스크립트의 파싱과 실행은 자바스크립트 파일의 로드가 완료된 직후 진행되며, 이때 HTML 파싱이 중단되고, 순서가 보장되지 않는다. 따라서 순서가 필요하다면 이 어트리뷰트를 지정하면 안된다

  • defer 어트리뷰트 : 자바스크립트 파싱과 실행은 HTML 파싱이 완료된 직후 진행되며, DOM 생성이 완료된 이후 실행해야 하는 자바스크립트에 유용하다

<script async src="extern.js"></script>
<script defer src="extern.js"></script>

댓글남기기

참고