브라우저 사전 로드 스캐너가 무엇이고, 성능에 어떻게 도움이 되며, 스캐너를 방해하지 않으려면 어떻게 해야 하는지 알아보세요.
페이지 속도 최적화에서 간과되는 한 가지 측면은 브라우저 내부 구조에 대해 약간 아는 것입니다. 브라우저는 개발자가 할 수 없는 방식으로 성능을 개선하기 위해 특정 최적화를 실행하지만 이러한 최적화가 의도치 않게 방해되지 않는 경우에만 가능합니다.
이해해야 할 내부 브라우저 최적화 중 하나는 브라우저 미리 로드 스캐너입니다. 이 게시물에서는 프리로드 스캐너의 작동 방식과 더 중요한 점은 프리로드 스캐너를 방해하지 않는 방법을 설명합니다.
미리 로드 스캐너란 무엇인가요?
모든 브라우저에는 원시 마크업을 토큰화하고 객체 모델로 처리하는 기본 HTML 파서가 있습니다. 이 모든 과정은 파서가 <link> 요소로 로드된 스타일시트나 async 또는 defer 속성 없이 <script> 요소로 로드된 스크립트와 같은 차단 리소스를 찾을 때까지 계속됩니다.
<link> 요소를 실행하여 CSS가 다운로드되고 파싱될 때까지 브라우저가 문서의 나머지 부분을 파싱하거나 렌더링하는 것을 차단합니다.
CSS 파일의 경우 스타일이 적용되기 전에 스타일이 적용되지 않은 버전의 페이지가 잠깐 표시되는 스타일이 적용되지 않은 콘텐츠의 깜박임 (FOUC)을 방지하기 위해 렌더링이 차단됩니다.
브라우저는 defer 또는 async 속성이 없는 <script> 요소를 발견하면 페이지의 파싱 및 렌더링도 차단합니다.
이는 기본 HTML 파서가 작업을 수행하는 동안 특정 스크립트가 DOM을 수정할지 브라우저가 확실히 알 수 없기 때문입니다. 따라서 차단된 파싱 및 렌더링의 영향을 미미하게 만들기 위해 문서 끝에 JavaScript를 로드하는 것이 일반적인 방법이었습니다.
이는 브라우저가 파싱과 렌더링을 모두 차단해야 하는 적절한 이유입니다. 하지만 이러한 중요한 단계를 차단하면 다른 중요한 리소스의 검색이 지연되어 프로그램이 중단될 수 있으므로 바람직하지 않습니다. 다행히 브라우저는 미리 로드 스캐너라는 보조 HTML 파서를 통해 이러한 문제를 완화하기 위해 최선을 다합니다.
<body> 요소에서 이미지 마크업 처리를 시작하기 전에 CSS를 로드하고 처리하므로 차단되지만, 프리로드 스캐너는 원시 마크업을 미리 살펴보고 해당 이미지 리소스를 찾아 기본 HTML 파서가 차단 해제되기 전에 로드를 시작할 수 있습니다.
프리로드 스캐너의 역할은 추측적입니다. 즉, 기본 HTML 파서가 리소스를 검색하기 전에 기회주의적으로 가져올 리소스를 찾기 위해 원시 마크업을 검사합니다.
미리 로드 스캐너가 작동 중인지 확인하는 방법
차단된 렌더링과 파싱으로 인해 미리 로드 스캐너가 존재합니다. 이 두 가지 성능 문제가 없었다면 프리로드 스캐너는 그다지 유용하지 않았을 것입니다. 웹페이지가 사전 로드 스캐너의 이점을 누리는지 여부를 파악하는 핵심은 이러한 차단 현상에 달려 있습니다. 이를 위해 프리로드 스캐너가 작동하는 위치를 파악하기 위한 요청에 인위적인 지연을 도입할 수 있습니다.
스타일시트가 있는 기본 텍스트와 이미지의 이 페이지를 예로 들어 보겠습니다. CSS 파일은 렌더링과 파싱을 모두 차단하므로 프록시 서비스를 통해 스타일시트에 2초의 인위적인 지연을 도입합니다. 이 지연으로 인해 네트워크 워터폴에서 미리 로드 스캐너가 작동하는 위치를 더 쉽게 확인할 수 있습니다.
워터폴에서 볼 수 있듯이 사전 로드 스캐너는 <img> 요소를 렌더링과 문서 파싱이 차단된 동안에도 검색합니다. 이 최적화가 없으면 브라우저가 차단 기간 동안 기회주의적으로 항목을 가져올 수 없으며 리소스 요청이 동시가 아닌 연속적으로 이루어집니다.
간단한 예시를 살펴봤으니 이제 프리로드 스캐너가 패배할 수 있는 실제 패턴과 이를 해결하기 위해 할 수 있는 작업을 살펴보겠습니다.
삽입된 async 스크립트
<head>에 다음과 같은 인라인 JavaScript가 포함된 HTML이 있다고 가정해 보겠습니다.
<script>
const scriptEl = document.createElement('script');
scriptEl.src = '/yall.min.js';
document.head.appendChild(scriptEl);
</script>
삽입된 스크립트는 기본적으로 async이므로 이 스크립트가 삽입되면 async 속성이 적용된 것처럼 동작합니다. 즉, 최대한 빨리 실행되고 렌더링을 차단하지 않습니다. 최적의 방법인 것 같지 않나요? 하지만 이 인라인 <script>가 외부 CSS 파일을 로드하는 <link> 요소 뒤에 온다고 가정하면 다음과 같이 최적화되지 않은 결과가 표시됩니다.
async 스크립트가 포함되어 있습니다. 프리로드 스캐너는 렌더링 차단 단계에서 스크립트를 검색할 수 없습니다. 클라이언트에 삽입되기 때문입니다.
여기서 일어난 일을 자세히 살펴보겠습니다.
- 0초에 기본 문서가 요청됩니다.
- 1.4초에 탐색 요청의 첫 번째 바이트가 도착합니다.
- 2.0초에 CSS와 이미지가 요청됩니다.
- 파서가 스타일시트 로드를 차단하고
async스크립트를 삽입하는 인라인 JavaScript가 2.6초에 스타일시트 후에 제공되므로 스크립트가 제공하는 기능을 가능한 한 빨리 사용할 수 없습니다.
스타일시트 다운로드가 완료된 후에만 스크립트 요청이 발생하므로 최적의 방법은 아닙니다. 이렇게 하면 스크립트가 최대한 빨리 실행되지 않습니다. 반면 <img> 요소는 서버에서 제공한 마크업에서 검색할 수 있으므로 미리 로드 스캐너에서 검색합니다.
따라서 DOM에 스크립트를 삽입하는 대신 async 속성과 함께 일반 <script> 태그를 사용하면 어떻게 되나요?
<script src="/yall.min.js" async></script>
결과는 다음과 같습니다.
async <script> 요소가 포함되어 있습니다. 사전 로드 스캐너는 렌더링 차단 단계에서 스크립트를 검색하고 CSS와 동시에 로드합니다.
이러한 문제는 rel=preload를 사용하여 해결할 수 있다고 제안하고 싶을 수도 있습니다. 이 방법은 확실히 작동하지만 몇 가지 부작용이 있을 수 있습니다. 결국 DOM에 <script> 요소를 삽입하지 않음으로써 피할 수 있는 문제를 rel=preload를 사용하여 해결하는 이유는 무엇일까요?
async 스크립트가 포함되어 있지만 async 스크립트는 더 빨리 검색되도록 미리 로드됩니다.
여기서는 미리 로드하면 문제가 '해결'되지만 새로운 문제가 발생합니다. 처음 두 데모의 async 스크립트가 <head>에 로드되었음에도 불구하고 '낮음' 우선순위로 로드되는 반면 스타일시트는 '가장 높음' 우선순위로 로드됩니다. async 스크립트가 미리 로드되는 마지막 데모에서는 스타일시트가 여전히 '최고' 우선순위로 로드되지만 스크립트의 우선순위가 '높음'으로 승격되었습니다.
리소스의 우선순위가 높아지면 브라우저에서 더 많은 대역폭을 할당합니다. 즉, 스타일시트의 우선순위가 가장 높더라도 스크립트의 우선순위가 높아지면 대역폭 경합이 발생할 수 있습니다. 연결 속도가 느리거나 리소스가 매우 큰 경우에 영향을 줄 수 있습니다.
여기서 답은 간단합니다. 시작 중에 스크립트가 필요한 경우 DOM에 삽입하여 미리 로드 스캐너를 무효화하지 마세요. 필요에 따라 <script> 요소 배치와 defer, async 등의 속성을 실험합니다.
JavaScript를 사용한 지연 로드
지연 로드는 데이터를 절약하는 좋은 방법이며 이미지에 자주 적용됩니다. 하지만 때로는 '스크롤 없이 볼 수 있는 부분'에 있는 이미지에 지연 로드가 잘못 적용되기도 합니다.
이로 인해 미리 로드 스캐너와 관련된 리소스 검색 가능성에 잠재적인 문제가 발생하며 이미지 참조를 검색하고, 다운로드하고, 디코딩하고, 표시하는 데 걸리는 시간이 불필요하게 지연될 수 있습니다. 다음 이미지 마크업을 예로 들어 보겠습니다.
<img data-src="/sand-wasp.jpg" alt="Sand Wasp" width="384" height="255">
data- 접두사를 사용하는 것은 JavaScript 기반 지연 로더의 일반적인 패턴입니다. 이미지가 뷰포트로 스크롤되면 지연 로더가 data- 접두사를 삭제합니다. 즉, 위의 예에서 data-src이 src이 됩니다. 이 업데이트는 브라우저가 리소스를 가져오도록 합니다.
이 패턴은 시작 시 뷰포트에 있는 이미지에 적용될 때까지는 문제가 되지 않습니다. 미리 로드 스캐너는 src (또는 srcset) 속성과 동일한 방식으로 data-src 속성을 읽지 않으므로 이미지 참조가 더 일찍 발견되지 않습니다. 더 심각한 문제는 지연 로더 JavaScript가 다운로드, 컴파일, 실행될 때까지 이미지가 로드되지 않는다는 것입니다.
표시 영역의 크기에 따라 달라질 수 있는 이미지의 크기에 따라 최대 콘텐츠 페인트 (LCP)의 후보 요소가 될 수 있습니다. 페이지의 스타일시트가 렌더링을 차단하는 시점과 같이 미리 로드 스캐너가 이미지 리소스를 미리 가져올 수 없는 경우 LCP가 저하됩니다.
이미지 마크업을 변경하면 됩니다.
<img src="/sand-wasp.jpg" alt="Sand Wasp" width="384" height="255">
이는 프리로드 스캐너가 이미지 리소스를 더 빠르게 검색하고 가져오므로 시작 중에 뷰포트에 있는 이미지에 최적의 패턴입니다.
이 단순화된 예의 결과는 느린 연결에서 LCP가 100밀리초 개선된 것입니다. 큰 개선이 아닌 것처럼 보일 수 있지만, 이 솔루션이 빠른 마크업 수정이며 대부분의 웹페이지가 이 예시보다 더 복잡하다는 점을 고려하면 큰 개선입니다. 즉, LCP 후보는 다른 많은 리소스와 대역폭을 놓고 경쟁해야 할 수 있으므로 이와 같은 최적화가 점점 더 중요해집니다.
CSS 배경 이미지
브라우저 사전 로드 스캐너는 마크업을 스캔합니다. background-image 속성에서 참조하는 이미지의 가져오기가 포함될 수 있는 CSS와 같은 다른 리소스 유형은 검사하지 않습니다.
HTML과 마찬가지로 브라우저는 CSS를 CSSOM이라는 자체 객체 모델로 처리합니다. CSSOM이 구성될 때 외부 리소스가 발견되면 이러한 리소스는 미리 로드 스캐너가 아닌 발견 시점에 요청됩니다.
페이지의 LCP 후보가 CSS background-image 속성이 있는 요소라고 가정해 보겠습니다. 리소스가 로드될 때 발생하는 상황은 다음과 같습니다.
background-image 속성이 있는 요소입니다 (3행). 요청하는 이미지는 CSS 파서가 찾을 때까지 가져오기를 시작하지 않습니다.
이 경우 사전 로드 스캐너는 패배한 것이 아니라 관여하지 않은 것입니다. 그렇더라도 페이지의 LCP 후보가 background-image CSS 속성에서 가져온 것이라면 해당 이미지를 미리 로드하는 것이 좋습니다.
<!-- Make sure this is in the <head> below any
stylesheets, so as not to block them from loading -->
<link rel="preload" as="image" href="lcp-image.jpg">
rel=preload 힌트는 작지만 브라우저가 이미지를 평소보다 더 빨리 검색할 수 있도록 도와줍니다.
background-image 속성이 있는 요소입니다 (3행). rel=preload 힌트를 사용하면 브라우저가 힌트 없이 이미지보다 약 250밀리초 더 빨리 이미지를 검색할 수 있습니다.
rel=preload 힌트를 사용하면 LCP 후보가 더 빨리 발견되어 LCP 시간이 단축됩니다. 이 힌트는 이 문제를 해결하는 데 도움이 되지만 이미지 LCP 후보를 CSS에서 로드해야 하는지 평가하는 것이 더 나은 옵션일 수 있습니다. <img> 태그를 사용하면 미리 로드 스캐너가 이미지를 검색하도록 허용하면서 뷰포트에 적합한 이미지를 로드하는 방식을 더 세밀하게 제어할 수 있습니다.
너무 많은 리소스 인라인
인라인은 리소스를 HTML 내부에 배치하는 방법입니다. base64 인코딩을 사용하여 <style> 요소의 스타일시트, <script> 요소의 스크립트, 기타 거의 모든 리소스를 인라인으로 삽입할 수 있습니다.
리소스에 대해 별도의 요청이 발행되지 않으므로 리소스를 인라인으로 처리하는 것이 다운로드하는 것보다 빠를 수 있습니다. 문서에 바로 표시되며 즉시 로드됩니다. 하지만 다음과 같은 심각한 단점이 있습니다.
- HTML을 캐시하지 않는 경우(HTML 응답이 동적인 경우 캐시할 수 없음) 인라인 리소스는 캐시되지 않습니다. 인라인 리소스는 재사용할 수 없으므로 성능에 영향을 미칩니다.
- HTML을 캐시할 수 있더라도 인라인 리소스는 문서 간에 공유되지 않습니다. 이렇게 하면 전체 출처에서 캐시되고 재사용될 수 있는 외부 파일에 비해 캐싱 효율성이 떨어집니다.
- 인라인이 너무 많으면 추가 인라인 콘텐츠를 다운로드하는 데 시간이 더 오래 걸리므로 문서 후반부에서 리소스를 검색하는 프리로드 스캐너가 지연됩니다.
이 페이지를 예로 들어 보겠습니다. 특정 조건에서 LCP 후보는 페이지 상단의 이미지이고 CSS는 <link> 요소로 로드된 별도의 파일에 있습니다. 또한 이 페이지는 CSS 리소스에서 별도의 파일로 요청되는 4개의 웹 글꼴을 사용합니다.
<img> 요소에서 로드된 이미지이지만, 페이지 로드에 필요한 CSS와 글꼴이 별도의 리소스에 있으므로 미리 로드 스캐너에 의해 발견됩니다. 따라서 미리 로드 스캐너가 작업을 수행하는 데 지연이 발생하지 않습니다.
이제 CSS와 모든 글꼴이 base64 리소스로 인라인 처리되면 어떻게 될까요?
<img> 요소에서 로드된 이미지이지만, `` 에서 CSS와 4개의 글꼴 리소스를 인라인 처리하면 이러한 리소스가 완전히 다운로드될 때까지 미리 로드 스캐너가 이미지를 검색하지 못합니다.
이 예에서는 인라인 처리로 인해 LCP와 전반적인 성능에 부정적인 결과가 발생합니다. 인라인 처리되지 않은 페이지 버전은 LCP 이미지를 약 3.5초 만에 페인트합니다. 모든 항목을 인라인으로 처리하는 페이지는 7초가 조금 넘을 때까지 LCP 이미지를 페인트하지 않습니다.
여기에는 미리 로드 스캐너 외에도 다양한 요소가 작용합니다. base64는 바이너리 리소스에 비효율적인 형식이므로 글꼴을 인라인으로 처리하는 것은 좋은 전략이 아닙니다. 또 다른 요인은 CSSOM에서 필요하다고 판단하지 않는 한 외부 글꼴 리소스가 다운로드되지 않는다는 점입니다. 이러한 글꼴이 base64로 인라인 처리되면 현재 페이지에 필요한지 여부와 관계없이 다운로드됩니다.
여기에서 미리 로드를 사용하면 개선될 수 있을까요? 물론입니다. LCP 이미지를 미리 로드하여 LCP 시간을 줄일 수도 있지만 캐시할 수 없는 HTML에 인라인 리소스를 추가하면 다른 부정적인 성능 결과가 발생합니다. 첫 콘텐츠 페인트 (FCP)도 이 패턴의 영향을 받습니다. 인라인 처리된 항목이 없는 페이지 버전에서 FCP는 약 2.7초입니다. 모든 항목이 인라인 처리된 버전에서는 FCP가 약 5.8초입니다.
특히 base64 인코딩 리소스와 같이 HTML에 인라인으로 삽입하는 항목에 매우 주의해야 합니다. 매우 작은 리소스를 제외하고는 일반적으로 권장되지 않습니다. 인라인은 가능한 한 적게 사용하세요. 너무 많이 사용하면 위험합니다.
클라이언트 측 JavaScript로 마크업 렌더링
JavaScript가 페이지 속도에 영향을 미친다는 것은 의심의 여지가 없습니다. 개발자는 이를 통해 상호작용을 제공할 뿐만 아니라 콘텐츠 자체를 제공하는 데도 의존하는 경향이 있습니다. 이로 인해 개발자 환경이 일부 개선되지만 개발자에게 이점이 있다고 해서 사용자에게도 항상 이점이 있는 것은 아닙니다.
프리로드 스캐너를 무력화할 수 있는 한 가지 패턴은 클라이언트 측 JavaScript로 마크업을 렌더링하는 것입니다.
마크업 페이로드가 브라우저의 JavaScript에 포함되어 완전히 렌더링되면 해당 마크업의 리소스는 프리로드 스캐너에 표시되지 않습니다. 이로 인해 중요한 리소스의 검색이 지연되어 LCP에 영향을 미칩니다. 이러한 예의 경우 LCP 이미지 요청이 JavaScript가 표시되는 데 필요하지 않은 동등한 서버 렌더링 환경에 비해 상당히 지연됩니다.
이 내용은 이 도움말의 초점에서 약간 벗어나지만 클라이언트에서 마크업을 렌더링하는 효과는 사전 로드 스캐너를 무력화하는 것 이상입니다. 예를 들어 JavaScript를 도입하여 JavaScript가 필요하지 않은 환경을 지원하면 불필요한 처리 시간이 발생하여 다음 페인트에 대한 상호작용 (INP)에 영향을 줄 수 있습니다. 클라이언트에서 매우 많은 양의 마크업을 렌더링하면 서버에서 동일한 양의 마크업을 전송하는 것보다 긴 작업이 생성될 가능성이 더 큽니다. 이러한 이유는 JavaScript와 관련된 추가 처리 외에도 브라우저가 서버에서 마크업을 스트리밍하고 긴 작업을 제한하는 방식으로 렌더링을 청크화하기 때문입니다. 반면 클라이언트 렌더링 마크업은 단일 모놀리식 작업으로 처리되므로 페이지의 INP에 영향을 미칠 수 있습니다.
이 시나리오의 해결 방법은 페이지의 마크업이 클라이언트에서 렌더링되는 대신 서버에서 제공될 수 없는 이유가 있나요?라는 질문에 대한 답변에 따라 달라집니다. 이 질문에 대한 답이 '아니요'인 경우 가능하면 서버 측 렌더링 (SSR) 또는 정적으로 생성된 마크업을 고려해야 합니다. 이를 통해 프리로드 스캐너가 중요한 리소스를 미리 발견하고 기회주의적으로 가져올 수 있기 때문입니다.
페이지 마크업의 일부에 기능을 연결하기 위해 JavaScript가 필요한 경우 일반 JavaScript 또는 하이드레이션을 사용하여 SSR을 통해 두 가지 장점을 모두 얻을 수 있습니다.
미리 로드 스캐너가 사용자를 지원하도록 하기
프리로드 스캐너는 시작 중에 페이지를 더 빠르게 로드하는 데 도움이 되는 매우 효과적인 브라우저 최적화입니다. 중요한 리소스를 미리 검색하는 기능을 저해하는 패턴을 피하면 개발이 간소화될 뿐만 아니라 일부 웹 바이탈을 비롯한 여러 측정항목에서 더 나은 결과를 제공하는 사용자 환경을 만들 수 있습니다.
요약하자면 이 게시물에서 기억해야 할 사항은 다음과 같습니다.
- 브라우저 사전 로드 스캐너는 기본 HTML 파서가 차단된 경우 기본 HTML 파서보다 먼저 스캔하여 더 빨리 가져올 수 있는 리소스를 기회주의적으로 검색하는 보조 HTML 파서입니다.
- 초기 탐색 요청 시 서버에서 제공하는 마크업에 없는 리소스는 프리로드 스캐너에서 검색할 수 없습니다. 미리 로드 스캐너를 무력화하는 방법에는 다음이 포함되지만 이에 국한되지는 않습니다.
- 스크립트, 이미지, 스타일시트 또는 서버의 초기 마크업 페이로드에 있는 것이 더 나은 기타 항목 등 리소스를 JavaScript로 DOM에 삽입합니다.
- JavaScript 솔루션을 사용하여 스크롤 없이 보이는 부분의 이미지 또는 iframe을 지연 로드합니다.
- JavaScript를 사용하여 문서 하위 리소스에 대한 참조가 포함될 수 있는 클라이언트의 마크업을 렌더링합니다.
- 미리 로드 스캐너는 HTML만 스캔합니다. LCP 후보를 비롯한 중요한 애셋에 대한 참조가 포함될 수 있는 다른 리소스(특히 CSS)의 콘텐츠는 검사하지 않습니다.
어떤 이유로든 로드 성능을 가속화하는 프리로드 스캐너의 기능에 부정적인 영향을 미치는 패턴을 피할 수 없는 경우 rel=preload 리소스 힌트를 고려하세요. rel=preload를 사용하는 경우 실험실 도구에서 테스트하여 원하는 효과를 얻을 수 있는지 확인하세요. 마지막으로, 모든 항목에 우선순위를 지정하면 아무 항목에도 우선순위가 지정되지 않으므로 너무 많은 리소스를 미리 로드하지 마세요.