브라우저 렌더링 파이프라인이란?
2025-03-29 TIL-브라우저 렌더링 파이프라인이란?
브라우저 렌더링 파이프라인이란?
브라우저가 웹 페이지를 화면에 표시하기 위해 거치는 과정을 브라우저 렌더링 파이프라인이라고 한다. 이 과정은 크게 5가지로 나눌 수 있다.
1. DOM(Document Object Model) 생성
브라우저가 HTML 파일을 받으면, 이 파일을 바이트(byte) 단위로 읽기 시작한다. 브라우저의 HTML 파서(Parser)는 이 바이트들을 문자(character)로 변환하고, 이 문자들을 다시 HTML 토큰으로 변환한다. 이 HTML 토큰들은 각각의 태그와 그 안에 포함된 텍스트, 속성 등을 의미하게 된다.
HTML 토큰이 생성되면, 브라우저는 이를 기반으로 DOM 트리를 생성한다. DOM 트리는 HTML 문서의 구조를 트리 형태로 표현한 것으로, 각 태그가 노드(node)가 되어 부모-자식 관계를 형성한다. 예를 들어, <body> 태그 아래에 <div>가 있다면, DOM 트리에서도 <body> 노드 아래에 <div> 노드가 있게 된다.
2. CSSOM(CSS Object Model) 생성
브라우저는 CSS 파일을 파싱(parse)한다. CSS 파일 역시 바이트로 전송되므로, 브라우저는 이를 문자로 변환한 뒤, CSS 규칙으로 나눈다. 각 CSS 규칙은 선택자(selector) 와 선언(declaration) 으로 구성되는데, 선택자는 스타일을 적용할 HTML 요소를 정의하고, 선언은 적용할 스타일을 정의한다.
브라우저는 이 CSS 규칙들을 기반으로 CSSOM 트리를 생성한다. CSSOM 트리는 DOM 트리와 유사하게 트리 구조를 가지며, 각 노드는 해당 노드에 적용될 스타일 정보를 포함한다.
3. 렌더 트리(Render Tree) 생성
이제 브라우저는 DOM과 CSSOM을 결합하여 렌더 트리를 생성한다. 렌더 트리는 화면에 실제로 표시될 요소들로만 구성된다. 예를 들어 display:none 속성이 있는 요소는 렌더 트리에 포함되지 않는다. 이는 렌더 트리가 실제로 화면에 그려질 요소들만 포함하기 때문이다.
visibility: hidden요소는 렌더 트리에 포함되고, 화면에는 보이지 않음
렌더 트리의 각 노드는 DOM 트리의 요소와 연결되며, CSSOM 트리에서 해당 요소에 적용된 스타일 정보를 포함한다. 즉, 렌더 트리는 HTML 문서의 구조와 각 요소의 스타일 정보를 모두 포함한 트리이다.
4. 레이아웃(Layout, Reflow)
렌더 트리가 생성된 후, 브라우저는 이 트리를 사용해 각 요소의 정확한 위치와 크기를 계산한다. 이 과정이 바로 레이아웃(Layout) 이다. 레이아웃 과정에서는 렌더 트리의 각 노드가 화면의 어디에 위치할지, 그리고 얼마나 큰지를 계산하게 된다.
이 계산은 화면의 뷰포트(viewport) 크기와 같은 정보에 의존한다. 예를 들어, 화면 크기가 변경되면 브라우저는 레이아웃 고정을 다시 수행해야 한다. 이 과정을 흔히 리플로우(Reflow) 라고 부르는데, 리플로우는 성능에 영향을 줄 수 있으므로 이를 최소화하는 것이 중요하다.
5. 페인팅(Painting)
레이아웃이 완료되면, 브라우저는 각 요소를 실제로 화면에 그리는 작업을 시작한다. 이 과정을 페인팅이라고 한다. 페인팅 단계에서는 텍스트, 색상, 그림자, 이미지 등 모든 시각적 요소가 화면에 그려진다.
페인팅은 화면에 표시될 그래픽 요소를 그리는 과정이기 때문에, 이 과정도 성능에 큰 영향을 줄 수 있다. 특히, 복잡한 그래픽이나 애니메이션이 포함된 경우 페인트 작업이 많아져 성능이 저하될 수 있다.
6. 합성(Compositing)
브라우저는 화면에 그려질 요소들을 각각의 레이어(layer)로 분리하고, 이 레이어들을 결합하여 최종 화면을 구성한다. 이 과정에서는 GPU를 활용하여 각 레이어를 빠르게 합성한다.
transfrom이나 opacity와 같은 속성은 레이아웃이나 페인트 과정을 거치지 않고, 이 컴포지팅 단계에서만 처리된다. 따라서, 애니메이션 최적화시 transform과 opacity를 활용하면 성능을 크게 개선할 수 있다.