✅브라우저 렌더링 과정

브라우저의 렌더링 과정

웹 어플리케이션의 클라이언트 사이드 자바스크립트는 브라우저에서 HTML, CSS와 함께 실행된다.

1. 브라우저는 HTML, CSS, JS, 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 AST(Abstract Syntax Tree)를 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)를 계산하고 브라우저 화면에 HTML 요소를 페인팅한다.

파싱(구문 분석) : 프로그래밍 언어의 문법에 맞게 작성된 텍스트 문서를 읽어 들여 실행하기 위해 텍스트 문서의 문자열을 토큰으로 분해하고, 토큰에 문법적 의미와 구조를 반영하여 트리 구조의 자료구조인 파스 트리를 생성하는 일련의 과정을 말한다. 일반적으로 파싱이 완료된 이후에는 파스 트리를 기반으로 한 중간 언어인 바이트코드를 생성하고 실행한다.

렌더링 : HTML, CSS, JS로 작성된 문서를 파싱하여 브라우저에 시각적으로 출력하는 것

HTTP 1.1과 HTTP 2.0

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

HTTP/1.1은 기본적으로 커넥션 당 하나의 요청과 응답만 처리한다. 즉, 여러 개의 요청을 한 번에 전송할 수 없고 응답 또한 마찬가지다.

이처럼 HTTP/1.1은 리소스의 동시 전송이 불가능한 구조이므로 요청할 리소스의 개수에 비례하여 응답 시간도 증가하는 단점이 있다.

HTTP/2는 커넥션당 여러 개의 요청과 응답이 가능하므로 HTTP/1.1에 비해 페이지 로드 속도가 빠르다.

HTML 파싱과 DOM 생성

브라우저의 렌더링 엔진은 다음 과정을 통해 응답받은 HTML 문서를 파싱하여 브라우저가 이해할 수 있는 자료구조인 DOM(Document Object Model)을 생성한다.

1. 서버는 브라우저가 요청한 HTML 파일을 바이트(2진수) 형식으로 응답한다.
2. 브라우저는 서버가 응답한 바이트(2진수)를 meta 태그로 지정된 인코딩 방식(ex. UTF-8)을 기준으로 문자열로 변환한다.
3. 문자열로 변환된 HTML 문서를 읽어 들여 문법적 의미를 갖는 최소 단위인 토큰들로 분해한다.
4. 각 토큰들을 객체로 변환하여 노드(node)들을 생성한다. 노드는 DOM을 구성하는 기본 단위가 된다.
5. HTML 문서는 HTML 요소들의 집합으로 이루어지며 HTML 요소 간의 중첩 관계에 의해 부자 관계가 형성된다. 노드간의 부자 관계를 반영하여 트리 자료구조인 DOM을 구성한다.

즉, DOM은 HTML 문서를 파싱한 결과물이다.

CSS 파싱과 CSSOM 생성

브라우저 렌더링 엔진은 HTML을 순차적으로 파싱하며 CSS를 로드하는 link 태그나 style 태그를 만나면 DOM 생성을 일시 중단한다.

CSS 파일이나 style 태그 내의 CSS를 HTML과 동일한 파싱 과정(바이트 -> 문자 -> 토큰 -> 노드 -> CSSOM)을 거치며 해석하여 CSSOM을 생성한다.

이후 CSS 파싱을 완료하면 HTML 파싱이 중단된 지점부터 다시 HTML을 파싱하기 시작한다.

body {
  font-size: 18px;
}
ul {
  list-style-type: none;
}

CSSOM은 CSS의 상속을 반영하여 생성된다.

위 예제에서 body와 ul에 적용한 속성은 모든 li 요소에 상속된다.

렌더 트리 생성

DOM과 CSSOM은 트리 구조의 자료구조인 렌더 트리로 결합된다.

이후 완성된 렌더 트리는 각 HTML 요소의 레이아웃(위치와 크기)을 계산하는데 사용되며 브라우저 화면에 픽셀을 렌더링하는 페인팅 처리에 입력된다.

다음과 같은 경우 렌더링이 반복적으로 실행될 수 있다.

• 자바스크립트에 의한 노드 추가 또는 삭제
• 브라우저 창의 리사이징에 의한 뷰포트 크기 변경
• HTML 요소의 레이아웃을 변경시키는 width/height, margin, padding, border, top/right/bottom/left 등의 스타일 변경

자바스크립트 파싱과 실행

CSS 파싱 과정과 마찬가지로 렌더링 엔진은 HTML을 한 줄씩 순차적으로 파싱하다가 자바스크립트 파일을 로드하는 script 태그나 자바스크립트 코드를 콘텐츠로 담은 script 태그를 만나면 DOM 생성을 일시 중단한다.

자바스크립트 파싱과 실행은 렌더링 엔진이 아닌 자바스크립트 엔진이 처리한다.

렌더링 엔진이 HTML과 CSS를 파싱하여 DOM과 CSSOM을 생성하듯이 자바스크립트 엔진은 자바스크립트를 해석하여 AST(Abstract Syntax Tree, 추상적 구문 트리)를 생성한다.

그리고 AST를 기반으로 인터프리터가 실행할 수 있는 중간 코드인 바이트코드를 생성하여 실행한다.