브라우저는 HTML, CSS, JS, 이미지, 폰트 파일 등 렌더링에 필요한 리소스를 요청하고 서버로부터 응답을 받는다.
브라우저의 렌더링 엔진은 서버로부터 응답된 HTML과 CSS를 파싱하여 DOM과 CSSOM을 생성하고 이들을 결합하여 렌더 트리를 생성한다.
브라우저의 자바스크립트 엔진은 서버로부터 응답된 자바스크립트를 파싱하여 AST(Abstract Syntax Tree)를 생성하고 바이트 코드로 변환하여 실행한다. 이때 자바스크립트는 DOM API를 통해 DOM이나 CSSOM을 변경할 수 있다. 변경된 DOM과 CSSOM은 다시 렌더 트리로 결합된다.
렌더 트리를 기반으로 HTML 요소의 레이아웃을 계산하고 브라우저 화면에 HTML 요소를 페인팅한다.
서버에 요청을 전송하기 위해 브라우저는 주소창을 제공한다.
주소창에 URL을 입력하면 URL의 호스트 이름이 DNS를 통해 IP주소로 변환되고 이 IP주소를 갖는 서버에게 요청을 전송한다.
일반적으로 서버는 루트 요청에 대해 암묵적으로 index.html을 응답하도록 기본 설정되어있다.
index.html뿐만 아니라 CSS, 자바스크립트, 이미지, 폰트 파일들도 응답한다.
이는 브라우저의 렌더링 엔진이 HTML(index.html)을 파싱하는 도중 외부 리소스를 로드하는 태그(link, img, script 태그) 등을 만나면 HTML의 파싱을 일시 중단하고 해당 리소스 파일을 서버로 요청하기 때문이다.
HTTP는 웹에서 브라우저와 서버가 통신하기 위한 프로토콜
1996년 HTTP/1.0
1999년 HTTP/1.1
2015년 HTTP/2.0
HTTP/1.1은 기본적으로 커넥션 당 하나의 요청과 응답 처리
HTTP/2.0는 커넥션당 여러개의 요청과 응답 처리 → 다중 요청/응답 가능
HTTP/2.0은 HTTP/1.1에 비해 페이지 로드 속도가 약 50% 빠르다고 알려져 있다.
서버에 존재하던 HTML 파일이 브라우저의 요청에 의해 응답된다.
서버는 메모리에 저장된 바이트를 인터넷을 경유하여 응답한다.
브라우저는 응답된 바이트 형태의 HTML문서를 meta 태그의 charset 어트리뷰트에 의해 지정된 인코딩 방식(예: UTF-8)을 기준으로 문자열로 변환한다.
문자열로 변환된 HTML 문서를 읽어 들여 문법적 의미를 갖는 코드의 최소 단위인 토큰들로 분해한다.
각 토큰들을 객체로 변환하여 노드들을 생성한다.
HTML의 요소 간의 부자 관계를 반영하여 모든 노드들을 트리 자료구조로 구성한다. 이 자료구조를 DOM이라고 부른다.
DOM은 HTML 문서를 파싱한 결과물!
렌더링 엔진은 HTML을 처음부터 한 줄씩 순차적으로 파싱하여 DOM을 생성해 나간다. 이처럼 렌더링 엔진은 DOM을 생성해 나가다가 CSS를 로드하는 link 태그나 style 태그를 만나면 DOM 생성을 일시 중단한다.
그리고 link 태그의 href 어트리뷰트에 지정된 CSS 파일을 서버에 요청하여 로드한 CSS파일이나 style 태그 내의 CSS를 HTML과 동일한 파싱과정(바이트 → 문자 → 토큰 → 노드 → CSSOM)을 거치며 해석하여 CSSOM(CSS Object Model)을 생성한다.
렌더링을 위해 DOM과 CSSOM은 렌더 트리로 결합된다.
렌더 트리는 렌더링을 위한 트리 구조의 자료구조이다.
브라우저 화면에 렌더링되지 않는 노드(예: meta tag, script tag)와 CSS에 의해 비표시 되는 노드(예: display:none)들은 포함되지 않는다.
렌더 트리는 각 HTML 요소의 레이아웃을 계산하는 데 사용되며 브라우저 화면에 픽셀을 렌더링하는 페인팅 처리에 입력된다.
레이아웃 계산과 페인팅을 다시 실행하는 리렌더링은 성능에 악영향을 주는 작업이다. 가급적 리렌더링이 빈번하게 발생하지 않도록 주의할 필요가 있다.
CSS 파싱 과정과 마찬가지로 렌더링 엔진은 HTML을 한 줄씩 순차적으로 파싱하여 DOM을 생성해 나가다가 자바스크립트 파일을 로드하는 script 태그나 자바스크립트 코드를 콘텐츠로 담은 script 태그를 만나면 DOM 생성을 일시 중단한다. 자바스크립트 코드를 파싱하기 위해 자바스크립트 엔진에 제어권을 넘긴다.
자바스크립트 파싱과 실행은 브라우저의 렌더링 엔진이 아닌 자바스크립트 엔진이 처리한다.
(자바스크립트 소스코드 → 토큰 → AST → 바이트 코드 → 인터프리터에 의해 실행)
자바스크립트 코드에 DOM이나 CSSOM을 변경하는 DOM API가 사용된 경우 DOM이나 CSSOM이 변경된다.
이 때 변경된 DOM과 CSSOM은 다시 렌더 트리로 결합되고 변경된 렌더 트리를 기반으로 레이아웃과 페인트 과정을 거쳐 브라우저의 화면에 다시 렌더링한다.
리플로우 : 레이아웃 계산을 다시 하는 것
리페인트 : 재결합된 렌더 트리를 기반으로 다시 페인트하는 것
브라우저는 동기적으로, 즉 위에서 아래 방향으로 순차적으로 HTML, CSS, 자바스크립트를 파싱하고 실행한다.
따라서 script 태그의 위치는 중요한 의미를 갖는다.
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="UTF-8">
<script>
const $apple = document.getElementById('apple');
<script/>
</head>
<body>
<p id="apple">Apple</p>
</body>
</html>위 예제는 document.getElementById('apple'); 가 실행하는 시점에 아직 id가 ‘apple’인 HTML 요소를 파싱하지 않았기 때문에 정상적으로 동작하지 않는다.
이러한 문제를 회피하기 위해 body 요소 가장 아래의 자바스크립트를 위치시키는 것이 좋다. 이유는 다음과 같다.
DOM이 완성되지 않은 상태에서 자바스크립트가 DOM을 조작하면 에러가 발생할 수 있다.
자바스크립트 로딩/파싱/실행으로 인해 HTML 요소들의 렌더링에 지장받는 일이 발생하지 않아 페이징 로딩 시간이 단축된다.
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="UTF-8">
</head>
<body>
<p id="apple">Apple</p>
</body>
<script>
const $apple = document.getElementById('apple');
<script/>
</html>good!
자바스크립트 파싱에 의한 DOM 생성이 중단되는 문제를 근본적으로 해결하기 위해 HTML5부터 script 태그에 async와 defer 어트리뷰트가 추가되었다.
async 어트리뷰트
HTML 파싱과 외부 자바스크립트 파일의 로드가 비동기적으로 동시에 진행
자바스크립트의 파싱과 실행은 파일의 로드가 완료된 직후 진행, 이때 HTML 파싱이 중단된다.
defer 어트리뷰트
HTML 파싱과 외부 자바스크립트 파일의 로드가 비동기적으로 동시에 진행
자바스크립트의 파싱과 실행은 HTML 파싱이 완료된 직후, 즉 DOM 생성이 완료된 직후 진행