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웹페이지가 브라우저에 랜더링되는 과정

· 약 4분
Seung hyo, Lee
Seung hyo, Lee
Front End Engineer @ Assistfit
🎯목적

웹페이지가 브라우저에 랜더링되는 과정을 기록합니다.

  1. 클라이언트에서 불러오고 싶은 파일을 서버에 요청한다
  • 주소창에 직접 입력하거나, 클릭을 통해 해당 웹 페이지에 접근한다
  • 클라이언트에서 요청한 URI를 DNS를 통해 IP 주소로 변환하고, 해당 IP를 가진 서버에 GET 요청을 보내게 된다
  1. 서버에서 응답으로 받은 HTML 데이터를 파싱한다 (바이트 > 문자 > 토큰 > 노드 > DOM)
  • 서버에 존재하던 HTML 파일이 브라우저의 요청에 의해 응답된다
  • 이때 서버는 브라우저가 요청한 HTML 파일을 읽어 들여 메모리에 저장한 다음 메모리에 저장된 바이트(2진수)를 인터넷을 경유하여 응답한다
  • 브라우저는 서버가 응답한 HTML 문서를 바이트(2진수) 형태로 응답받는다
  • 따라서 응답된 바이트 형태의 HTML 문서를 meta 태그의 charset 어트리뷰트에 의해 지정된 인코딩 방식을 기준으로 문자열로 변환한다
  • 문자열로 변환된 HTML 문서를 읽어 들여 문법적 의미를 갖는 코드의 최소 단위인 토큰(token)들로 분해한다.
  • 각 토큰들을 객체로 변환하여 노드들을 생성한다. 토큰의 내용에 따라 ⑴ 문서 노드 ⑵ 요소 노드 ⑶ 어트리뷰트 노드 ⑷ 텍스트 노드가 생성된다.
  1. HTML 마크업을 바탕으로 DOM 트리를 생성한다
  • HTML 문서는 HTML 요소들의 집합으로 이루어지며 HTML 요소는 중첩 관계를 갖는다
  • 이때 HTML 요소 간에는 중첩 관계에 의해 부자(부모자식)관계가 형성된다
  • 이러한 HTML 요소 간의 부자 관계를 반영하여 모든 노드들을 트리 자료구조로 구성한다.
  • 이 노드들로 구성된 트리 자료구조를 DOM이라 부른다.
  1. CSS 마크업을 바탕으로 CSSOM 트리를 생성한다 (바이트 > 문자 > 토큰 > 노드 > CSSOM)
  • HTML 데이터와 마찬가지로 파싱하여 CSSOM 트리 구조로 나타낸다
  1. DOM트리와 CSSOM트리를 결합하여 렌더 트리를 형성한다
  • 렌더링 엔진에 의해 문서의 처음부터 끝까지 해석이 완료되어 DOM트리와 CSSOM 트리가 완성된다면, 이 둘을 바탕으로 렌더 트리를 생성한다
  1. 렌더 트리에서 레이아웃을 실행한다
  • 렌더 트리를 기반으로 HTML 요소의 레이아웃(위치와 크기)를 계산합니다.
  1. 개별 노드를 화면에 페인트한다
  • 이후 레이아웃을 바탕으로 브라우저 화면에 픽셀을 렌더링하는 페인팅(painting)처리에 입력되면 렌더링이 완료되게 됩니다

브라우저의 렌더링 과정에 자바스크립트는 어떻게 동작하나요?​

  1. HTML/CSS 파싱 과정과 마찬가지로 렌더링 엔진은 HTML을 한 줄씩 순차적으로 파싱하며 DOM을 생성해 나가다가 자바스크립트 파일을 로드하는 <script> 태그나 자바스크립트 코드를 콘텐츠로 담은 <script> 태그를 만나면 DOM 생성을 일시 중단한다.

  2. 그리고 <script> 태그의 src 어트리뷰트에 정의된 자바스크립트 파일을 서버에 요청하여 로드한 자바스크립트 파일이나 <script> 태그 내의 자바스크립트 코드를 파싱하기 위해 ② 자바스크립트 엔진에 제어권을 넘긴다. 이후 자바스크립트 파싱과 실행이 종료되면 ① 렌더링 엔진으로 다시 제어권을 넘겨 HTML 파싱이 중단된 지점부터 다시 HTML 파싱을 시작하여 DOM 생성을 재개한다.

  3. 자바스크립트 파싱과 실행은 ① 브라우저 렌더링 엔진이 아닌 ② 자바스크립트 엔진이 처리한다. ② 자바스크립트 엔진은 자바스크립트 코드를 파싱하여 CPU가 이해할 수 있는 저수준 언어(low-level language)로 변환하고 실행하는 역할을 한다.

  4. ② 자바스크립트 엔진은 자바스크립트를 해석하여 AST(Abstract Syntax Tree: 추상적 구문 트리)를 생성한다. 그리고 AST를 기반으로 인터프리터가 실행할 수 있는 중간 코드(intermediate code)인 바이트코드를 생성하여 실행한다.

  5. 리플로우와 리페인트

  • 만약 자바스크립트 코드에 DOM이나 CSSOM을 변경하는 DOM API가 사용된 경우 DOM이나 CSSOM이 변경된다.
  • 이때 변경된 DOM과 CSSOM은 다시 렌더 트리로 결합되고 변경된 렌더 트리를 기반으로 레이아웃과 페인트 과정을 거쳐 브라우저의 화면에 다시 렌더링한다. 이를 리플로우(reflow), 리페인트(repaint)라 한다.
📚 단어 정리

① 파싱

파싱(구문 분석)은 프로그래밍 언어의 문법에 맞게 작성된 텍스트 문서를 읽어 들여 실행하기 위해 텍스트 문서의 문자열을 토큰 단위로 분해하고, 토큰의 문법적 의미와 구조를 반영하여 트리 구조의 자료구조인 파스 트리를 생성하는 일련의 과정을 말한다.

② 렌더링

렌더링은 HTML, CSS, JS로 작성된 문서를 파싱하여 브라우저에 시각적으로 출력하는 것을 말한다.

③ 리소스

HTTP 요청 대상을 "리소스"라고 부르는데, 그에 대한 본질을 이 이상으로 정의할 수 없습니다.

그것은 문서, 사진 또는 다른 어떤 것이든 될 수 있습니다.

각 리소스는 리소스 식별을 위해 HTTP 전체에서 사용되는 Uniform Resource Identifier (URI)에 의해 식별됩니다.

④ DNS

DNS (Domain Name System)는 인터넷에 연결된 리소스를 위한 계층적이고 분산된 명명 시스템입니다. DNS는 도메인 이름 목록 과 연결된 리소스(예: IP 주소)를 유지 관리 합니다.

최종 정리
  1. 요청한 URI를 DNS를 통해 IP 주소로 변환하고, 해당 IP를 가진 서버에 GET 요청
  2. 브라우저는 웹페이지에 GET 요청을 보내고 서버에서 HTTP response를 받아 브라우저에 응답 합니다.
  3. DOM을 생성하기 위해 html 문서를 분석하고, css 구문을 분석하여 CSSOM을 생성합니다.
  4. 브라우저는 DOM과 CSSOM을 결합하여 렌더트리를 생성합니다.
  5. 적용된 스타일을 기반으로 렌더링 트리에서 각 요소의 크기와 위치를 계산해 레이아웃을 계산하고 페인팅 과정을 통해 클라이언트에 디스플레이를 생성하고 합성합니다.