DOM과 Virtual Dom이란?

2021-01-15

"직접 DOM에 접근하는 것은 지양해야 한다."

프론트 특히 SPA를 다루다 보면, DOM(Document Object Model)이란 단어를 많이 마주친다. 하지만 영문으로 봐도 정확히 무슨 뜻인지 와 닿지 않는다.

DOM이란?

MDN에서는 "DOM은 HTML, XML document와 상호작용하고 표현하는 API이다. DOM은 browser에서 로드되며, Node(이하 노드) 트리(각 노드는 document의 부분을 나타낸다)로 표현하는 document 모델이다. (ex. element, 문자열, 혹은 코멘트)"라고 나와 있다.

위의 설명으로, Document는 HTML, XML을, Object는 노드 트리라 유추해볼 수 있다. 그렇다면 노드 트리는 무엇일까? 아래의 그림을 보면 조금 더 쉽게 이해가 갈 것이다.

dom

https://en.wikipedia.org/wiki/Document_Object_Model

위의 그림에서 볼 수 있듯이 노드란 웹을 만들어본 사람이라면 다 알고 있는 HTML 태그들이다.

노드(Node)

가장 일반적인 노드 유형(nodeType)은 아래와 같다.

  • DOCUMENT_NODE (ex. window.document)
  • ELEMENT_NODE (ex. <html>, <body>, <a>, <p>, <script>, <style>, <h1>)
  • ATTRIBUTE_NODE (ex. class="hi")
  • TEXT_NODE (ex. 줄바꿈과 공백을 포함한 HTML 문서 내의 텍스트)
  • DOCUMENT_FRAGMENT_NODE (ex. document.createDocumentFragment())
  • DOCUMENT_TYPE_NODE (ex. <!DOCTYPE html>)

지금 사용하고 있는 브라우저에서 console에 Node를 치면 바로 위의 노드 유형들이 나온다.

dom

console에서 Node 입력

그럼 내가 만든 HTML이 곧 DOM인가 보네? 라는 생각이 들 법하지만, 아쉽게도 그렇지 않다.

맨 처음에 MDN에서 설명했듯이, DOM은 브라우저에서 로드되는 것이다. 각자의 IDE에서 작성한 HTML은 DOM이 아니고, 작성 된 HTML 문서가 브라우저에 의해 해석되어 실제 문서를 나타내는 노드 트리가 DOM이다. 그리고 이러한 DOM은 자바스크립트로 해당 문서에 노드 추가, 삭제, 변경, 이벤트 처리, 수정 등을 가능케 하는 API를 제공한다.

내가 아무리 나의 IDE에 HTML을 작성한다 한들, 최종적으로 이 결과물을 보기 위해 브라우저가 필요하다. IDE에 작성된 HTML은 단순한 문자열(string)일 뿐이며, 브라우저가 이해하기 위해서는 노드(객체)로 변환해야 한다.

즉 DOM은 HTML과 자바스크립트를 이어주는 공간으로, 내가 작성한 HTML을 자바스크립트가 이해할 수 있도록 객체(object)로 변환하는 것이다.

DOM은 내가 작성한 HTML로 부터 생성되지만, 브라우저가 알아서 필요한 노드들을 붙여준다. 예를 들어, <head>나 <body>없이 <html>안에 어떠한 내용을 작성을 하더라도, 브라우저로 열어보면 자동으로 생성되어 있다. 그리고 자바스크립트로 인해 새로운 노드를 추가할 수도 있다.

const newTextDiv = document.createElement('div')
const helloWorld = document.createTextNode('Hello world!')
newTextDiv.appendChild(helloWorld)
document.body.appendChild(newTextDiv)

따라서, 자바스크립트를 DOM API라고 부르기도 한다.

브라우저 동작 원리

그렇다면 DOM이 어떻게 브라우저로 동작 되는 걸까? 해당 글에서는 간단하게만 다뤄보며 Webkit을 기준으로 작성되었다.

dom

https://web.dev/howbrowserswork/

브라우저가 HTML을 전달 받으면, 곧 이를 변환(파싱)하고 노드들로 이루어진 DOM 트리를 만든다. 그 후, 외부의 CSS 파일과 각 노드들의 inline 스타일을 파싱하여 스타일을 입힌 Render 트리를 만든다.

Render 트리가 만들이지면, 각 노드들이 화면에서 정확히 어디에 나타나야 하는지에 대한 위치가 주어진다. 그 후, paint() 메서드를 호출하면 내가 구현하고 싶었던 화면이 출력된다.

DOM은 해당 과정을 계속 반복한다. 즉, 오타 수정, 문구 제거 혹은 이미지를 첨부하는 사소한 일을 하더라도, DOM은 처음부터 다시 HTML을 파싱하여 DOM 트리를 만들고 CSS를 파싱하여 Render 트리를 만들고, 레이아웃을 입혀 출력한다.

2000년도 초만 하더라도 하나의 웹 사이트에 몇 페이지 없었을 테지만, 현재 대부분의 웹 사이트는 수 십개 심지어 수 백, 수 천개의 페이지로 이루어졌다. 겨우 오타 하나를 잡고 싶을 뿐인데, 전체 사이트를 다시 처음부터 렌더링(위의 결과물 출력 과정)을 해야 하며, 해당 오타를 찾기 까지 너무나 많은 시간이 들어가 상당히 비효율적이다.

그래서 Virtual Dom이 나왔다.

Virtual Dom

Virtual Dom(이하 가상 DOM)은 수정사항이 여러 가지 있더라도, 가상 DOM은 한 번만 렌더링을 일으킨다.

dom

https://elmprogramming.com/virtual-dom.html

위의 그림처럼, 가상 DOM은 DOM이 생성되기 전, 이전 상태 값과 수정사항을 비교하여 달라진 부분만 DOM에게 한 번에 전달하여 딱 한 번만 렌더링을 진행한다.

dom

https://coding-medic.com/2020/11/10/the-virtual-dom/

빨간 부분에 수정사항이 생겼다면, 가상 DOM이 알아서 달라진 값을 탐지하여 변경하고 최종적인 결과물을 실제 DOM에 전달한다. 만약 가상 DOM이 없었다면, DOM은 렌더링을 처음부터 해야했기 때문에 모든 동그라미가 다 빨간색으로 바뀌었을 것이다.

"직접 DOM에 접근하는 것은 지양해야 한다."

이는 DOM에 직접 접근해도 문제가 되진 않지만, DOM이 직접 변경된다면 사소한 변경사항에도 전체가 재렌더링 되기 때문에 브라우저에 과부하가 올 수 있다. 따라서 최대한 DOM에 직접 접근하지 말아야 한다, 라고 이해하면 될 것 같다.


참고