브라우저의 렌더링 과정

웹 브라우저에서 실행할 수 있는 것은 html, css, JavaScript 셋 뿐이다 !

(모든 브라우저는 내부에 자바스크립트 엔진이 내장되어 있다)

 

따라서 우리가 브라우저에 접속해서 도메인 주소를 입력하고 난 뒤 보이는 모든 화면은,

html, css, JavaScript 로 작성된 텍스트 문서를 브라우저가 파싱하여 렌더링해서 보여주는 것이다.

 

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출처 : 모던 자바스크립트 Deep Dive: 자바스크립트의 기본 개념과 동작 원리 / 이웅모 지음

 

브라우저의 렌더링 과정 요약

 

 

브라우저의 렌더링 과정은 내가 이해한 대로 작성하자면, 아주 간단한 흐름은 이렇다.아래의 일련의 과정은 HTTP 프로토콜에 의해 이뤄진다.

 

1. 기본적으로 브라우저는 URL 을 입력받는 주소창을 제공한다.

 

2. 그 URL 에 원하는 도메인 주소를 입력한다. ex) www.google.com

 

3. 도메인 이름이 DNS 를 통해 IP 주소로 변환된다. ex) 1.1.1.1

- 2번을 생략하고 바로 IP 주소를 입력해도 된다 ! (IP 주소를 알고 있다면)

 

4. IP 주소를 갖는 서버에게 요청을 전송한다.

 

5. 서버는 루트 요청에 대해 암묵적으로 index.html 을 응답한다. (google 의 index.html 요청)

- 이는 개발자 도구의 network 를 켜서 확인할 수 있다.

- 만약 index.html 이 아닌 원하는 정적/동적 데이터(REST API)를 요청하려면, google.com/docs 같이 path 를 넣어서 요청하면 된다.

 

6. index.html 파일을 파싱하다가, link, img, script 태그 등을 만나면 html 의 파싱을 일시 중단하고 해당 리소스 파일을 서버로 요청한다. (css, 이미지 파일, 자바스크립트)

- 눈치챌 수 있는 재미있는 사실 : script 태그가 너무 상위에 있으면, html 을 전부 읽기 전에 자바스크립트 코드가 먼저 실행되서 끔찍한 일이 벌어질 수 있다 ! (이후 기술)

 

7. html 파싱을 하면서, 브라우저는 이것을 bite -> 문자 -> 토큰 -> 노드 의 과정을 거쳐 DOM 트리를 생성한다.

 

8. css 파일도 동일한 과정으로 CSSOM 을 생성한다.

 

9. script 태그를 만나면 자바스크립트 엔진에 제어권을 위임하고, 소스코드 토크나이저 -> 토큰 파싱 -> AST로 바이트코드 생성 -> 실행(인터프리터) 의 과정을 거져 자바스크립트를 실행한다. (DOM트리 만드는 과정이랑 많이 비슷함)

 

10. 자바스크립트 코드의 DOM API 에 의해 DOM 과 CSSOM 이 변경된다.

 

11. 최종적으로 DOM 과 CSSOM 이 렌더 트리로 결합된다.

 

12. 렌더 트리가 변경될 때 마다 레이아웃(리플로우) 와 페인트(리페인트) 과정을 거쳐 화면이 리렌더링 된다.

- 레이아웃에 영향을 주는 변경이 없을 경우 리플로우는 일어나지 않는다.

 

13. 짠 ! 리렌더된 화면이 우리 눈에 보여진다. 이후 자바스크립트 코드에 의해(이벤트 같은) DOM, CSSOM 트리가 변경될 일이 생기면 다시 렌더 트리가 변경되고 리렌더링이 일어난다.

- 화면이 빈번하게 리렌더링 되는 것은 성능상 좋지 않고, 사용자에게 불편함을 안겨줄 수 있다. 그래서 ReactJS 같은 라이브러리는 Virtual DOM 을 생성하여 전체 화면이 빈번하게 리렌더링 되는 것을 막는데, 일단 여기서는 패스.

 

 

아하 ! 내가 무지성으로 TS에 리액트에 갖은 라이브러리를 써가며 작성한 코드는 결국 전부 바닐라JS 로 트랜스컴파일 되어서, 브라우저에 전송된 뒤 위처럼 엘레강스한 과정을 거쳐 나에게 화면을 띄워 주고 있었다. 간단하게 요약하니 이게 다인가 ? 라는 생각이 들지만, 아직 설명할 거리가 조금 남아있다.

 

fig 1. 브라우저의 렌더링 과정 요약 (모던 자바스크립트 Deep-dive: 자바스크립트의 기본 개념과 동작 원리)

 

 

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HTTP/1.1 과 HTTP/2.0

 

HTTP 프로토콜이란 위의 과정이다. 다만, 1.1과 2.0의 차이가 있는데 그것만 간단히 짚고 넘어가자.

 

HTTP/1.1 은 기본적으로 커넥션 당 하나의 요청과 응답만 처리한다. HTTP/2.0 은 여러 리소스의 동시 전송이 가능하다. 페이지 로드 속도가 50% 정도 더 빠르다.

 

HTTP/1.1 은 GET/style.css 를 요청하고, 서버로부터 style.css 를 받아온다. 그리고 GET/app.js 를 요청하고, app.js 를 받아온다. 그리고 커넥션이 닫힌다.이에 비해 HTTP/2.0 은 GET/style.css 와 GET/app.js 를 다중 요청하고, style.css 와 app.js 를 다중 응답으로 가져온다. 또한 이후에도 커넥션이 열린 채로 유지된다.

 

예시의 경우엔 style.css 와 app.js 두 개의 리소스를 요청하는 경우에 대해 다뤘지만, 요청할 리소스의 개수가 늘어날 수록 HTTP/2.0의 강점은 더 잘 들어난다.

 

 

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script 태그의 async/defer 어트리뷰트

 

아까 위에서 짚었는데, 브라우저의 렌더링 엔진과 자바스크립트 엔진은 응답받은 텍스트 코드를 직렬적으로(순차적으로) 파싱한다. 따라서 script 태그가 너무 상위에 있는 경우, 블로킹이 발생할 수 있음을 쉽게 짐작할 수 있다.

따라서, DOM 이 완성되지 않은 상황에서 자바스크립트가 DOM 을 조작하거나, 중간에 자바스크립트 엔진이 들어와서 HTML 요소들의 렌더링에 지장이 받는 일을 피하기 위해서 script 태그는 body 요소에 가장 아래에 배치하는 것이 좋다.

 

하지만 근본적인 문제를 해결하기 위해, HTML5 부터 새로운 어트리뷰트 2개가 추가되었다 !

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

이름처럼, HTML 파싱과 외부 자바스크립트 파일의 로드가 비동기적으로 동시에 진행된다.

두 어트리뷰트의 차이점은 다음과 같다.

 

async: 비동기 로드가 완료되면 HTML 파싱을 중단하고 자바스크립트를 파싱한다.

defer: 비동기 로드가 완료되고, HTML 파싱이 완료된 직후(DOM 생성이 완료된 직후) 자바스크립트를 파싱한다.

 

 

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이로써 브라우저의 렌더링 과정에 대해 이해했다 !

공부하면서, 42서울 아우터 과제에 이런게 추가되면 어떨까 ? 라는 생각을 했다.

간단한 html 태그 몇 개 (div, p, span 등) 만을 입력받아서 파싱하고, 돔 트리를 만들어서 렌더링 할 수 있는 미니브라우저를 만드는 과제가 있다면 어떨까 ?

거기에 보너스 과제로 CSSOM 을 추가해서 렌더 트리로 결합하는 과정까지 직접 만들어 보는거지 ..

언어는 C나 C++ 을 사용해서 구현하는 걸로 !

음 .. 나한테 시간적 여유가 많았다면, 해 봤으면 재밌을 것 같다.