5일 5월 2020

defer, async 스크립트

모던 웹브라우저에서 돌아가는 스크립트들은 대부분 HTML보다 ‘무겁습니다’. 용량이 커서 다운로드받는 데 오랜 시간이 걸리고 처리하는 것 역시 마찬가지이죠.

브라우저는 HTML을 읽다가 <script>...</script> 태그를 만나면 스크립트를 먼저 실행해야 하므로 DOM 생성을 멈춥니다. 이는 src 속성이 있는 외부 스크립트 <script src="..."></script>를 만났을 때도 마찬가지입니다. 외부에서 스크립트를 다운받고 실행한 후에야 남은 페이지를 처리할 수 있습니다.

이런 브라우저의 동작 방식은 두 가지 중요한 이슈를 만듭니다.

  1. 스크립트는에서 스크립트 아래에 있는 DOM 요소에 접근할 수 없습니다. 따라서 DOM 요소에 핸들러를 추가하는 것과 같은 여러 행위가 불가능해집니다.
  2. 페이지 위쪽에 용량이 큰 스크립트가 있는 경우 스크립트가 페이지를 ‘막아버립니다’. 페이지에 접속하는 사용자들은 스크립트를 다운받고 실행할 때까지 스크립트 아래쪽 페이지를 볼 수 없게 됩니다.
<p>...스크립트 앞 콘텐츠...</p>

<script src="https://javascript.info/article/script-async-defer/long.js?speed=1"></script>

<!-- 스크립트 다운로드 및 실행이 끝나기 전까지 아래 내용이 보이지 않습니다. -->
<p>...스크립트 뒤 콘텐츠...</p>

이런 부작용들을 피할 수 있는 몇 가지 방법이 있습니다. 아래 예시처럼 스크립트를 페이지 맨 아래 놓는 것이 하나의 방법이 될 수 있죠. 이렇게 하면 스크립트 위에 있는 요소에 접근할 수 있습니다. 또한, 페이지 콘텐츠 출력을 막지 않게 됩니다.

<body>
  ... 스크립트 위 콘텐츠들 ...

  <script src="https://javascript.info/article/script-async-defer/long.js?speed=1"></script>
</body>

그런데 이 방법은 완벽한 해결책이 아닙니다. HTML 문서 자체가 아주 큰 경우를 가정해봅시다. 브라우저가 HTML 문서 전체를 다운로드 한 다음에 스크립트를 다운받게 하면 페이지가 정말 느려질 겁니다.

네트워크 속도가 빠른 곳에서 페이지에 접속하고 있다면 이런 지연은 눈에 잘 띄지 않습니다. 하지만 아직도 네트워크 환경이 열악한 곳이 많습니다. 모바일 네트워크 접속이 느린 곳도 많죠.

다행히도 이런 문제를 해결할 수 있는 <script> 속성이 있습니다. 바로 deferasync입니다.

defer

브라우저는 defer 속성이 있는 스크립트(이하 defer 스크립트 또는 지연 스크립트)를 '백그라운드’에서 다운로드 합니다. 따라서 지연 스크립트를 다운로드 하는 도중에도 HTML 파싱이 멈추지 않습니다. 그리고 defer 스크립트 실행은 페이지 구성이 끝날 때까지 지연 됩니다.

위쪽 예시와 동일한 코드인데 스크립트에 defer만 붙여보겠습니다.

<p>...스크립트 앞 콘텐츠...</p>

<script defer src="https://javascript.info/article/script-async-defer/long.js?speed=1"></script>

<!-- 바로 볼 수 있네요! -->
<p>...스크립트 뒤 콘텐츠...</p>
  • 지연 스크립트는 페이지 생성을 절대 막지 않습니다.
  • 지연 스크립트는 DOM이 준비된 후에 실행되긴 하지만 DOMContentLoaded 이벤트 발생 전에 실행됩니다.

예시를 통해 직접 살펴봅시다.

<p>...스크립트 앞 콘텐츠...</p>

<script>
  document.addEventListener('DOMContentLoaded', () => alert("`defer` 스크립트가 실행된 후, DOM이 준비되었습니다!")); // (2)
</script>

<script defer src="https://javascript.info/article/script-async-defer/long.js?speed=1"></script>

<p>...스크립트 뒤 콘텐츠...</p>
  1. 페이지 콘텐츠는 바로 출력됩니다.
  2. DOMContentLoaded 이벤트는 지연 스크립트 실행을 기다립니다. 따라서 얼럿창은 DOM 트리가 완성되고 지연 스크립트가 실행된 후에 뜹니다.

지연 스크립트는 일반 스크립트와 마찬가지로 HTML에 추가된 순(상대순, 요소순)으로 실행됩니다.

따라서 길이가 긴 스크립트가 앞에, 길이가 짧은 스크립트가 뒤에 있어도 짧은 스크립트는 긴 스크립트가 실행될 때까지 기다립니다.

<script defer src="https://javascript.info/article/script-async-defer/long.js"></script>
<script defer src="https://javascript.info/article/script-async-defer/small.js"></script>
작은 스크립트는 먼저 다운되지만, 실행은 나중에 됩니다.

브라우저는 성능을 위해 페이지에 어떤 스크립트들이 있는지 쭉 살펴본 후에야 스크립트를 병렬적으로 다운로드합니다. 위 예시에서도 스크립트 다운로드가 병렬적으로 진행되었습니다. 그런데 이 때 크기가 작은 small.jslong.js보다 먼저 다운로드 될 수 있습니다.

하지만 명세서에서 스크립트를 문서에 추가한 순서대로 실행하라고 정의했기 때문에 small.jslong.js 다음에 실행됩니다.

defer 속성은 외부 스크립트에만 유효합니다.

<script>src가 없으면 defer 속성은 무시됩니다.

async

async 속성이 붙은 스크립트(이하 async 스크립트 또는 비동기 스크립트)는 페이지와 완전히 독립적으로 동작합니다.

  • async 스크립트는 defer 스크립트와 마찬가지로 백그라운드에서 다운로드됩니다. 따라서 HTML 페이지는 async 스크립트 다운이 완료되길 기다리지 않고 페이지 내 콘텐츠를 처리, 출력합니다(하지만 async 스크립트 실행중에는 HTML 파싱이 멈춥니다 – 옮긴이).
  • DOMContentLoaded 이벤트와 async 스크립트는 서로를 기다리지 않습니다.
    • 페이지 구성이 끝난 후에 async 스크립트 다운로딩이 끝난 경우, DOMContentLoaded는 async 스크립트 실행 전에 발생할 수 있습니다,
    • async 스크립트가 짧아서 페이지 구성이 끝나기 전에 다운로드 되거나 스크립트가 캐싱처리 된 경우, DOMContentLoadedasync 스크립트 실행 후에 발생할 수도 있습니다.
  • 다른 스크립트들은 async 스크립트를 기다리지 않습니다. async 스크립트 역시 다른 스크립트들을 기다리지 않습니다.

이런 특징 때문에 페이지에 async 스크립트가 여러 개 있는 경우, 그 실행 순서가 제각각이 됩니다. 실행은 다운로드가 끝난 스크립트 순으로 진행됩니다.

<p>...스크립트 앞 콘텐츠...</p>

<script>
  document.addEventListener('DOMContentLoaded', () => alert("DOM이 준비 되었습니다!"));
</script>

<script async src="https://javascript.info/article/script-async-defer/long.js"></script>
<script async src="https://javascript.info/article/script-async-defer/small.js"></script>

<p>...스크립트 뒤 콘텐츠...</p>
  1. 비동기 스크립트 다운로드는 페이지 로딩을 막지 않기 때문에 페이지 콘텐츠가 바로 출력됩니다.
  2. DOMContentLoaded 이벤트는 상황에 따라 비동기 스크립트 전이나 후에 실행됩니다. 정확한 순서를 예측할 수 없습니다.
  3. 비동기 스크립트는 서로를 기다리지 않습니다. 위치상으론 small.js가 아래이긴 하지만 long.js보다 먼저 다운로드되었기 때문에 먼저 실행됩니다. 이렇게 먼저 로드가 된 스크립트가 먼저 실행되는 것을 'load-first order’라고 부릅니다.

비동기 스크립트는 방문자 수 카운터나 광고 관련 스크립트처럼 각각 독립적인 역할을 하는 서드 파티 스크립트를 현재 개발 중인 스크립트에 통합하려 할 때 아주 유용합니다. async 스크립트는 개발 중인 스크립트에 의존하지 않고, 그 반대도 마찬가지이기 때문입니다.

<!-- Google Analytics는 일반적으로 다음과 같이 삽입합니다. -->
<script async src="https://google-analytics.com/analytics.js"></script>

동적 스크립트

자바스크립트를 사용하면 문서에 스크립트를 동적으로 추가할 수 있습니다. 이렇게 추가한 스크립트를 동적 스크립트(dynamic script)라고 부릅니다.

let script = document.createElement('script');
script.src = "/article/script-async-defer/long.js";
document.body.append(script); // (*)

위 예시에서 외부 스크립트는 관련 요소가 문서에 추가되자 마자((*)로 표시한 줄) 다운로드가 시작됩니다.

그런데 동적 스크립트는 기본적으로 ‘async’ 스크립트처럼 행동합니다.

따라서 다음과 같은 특징을 갖습니다.

  • 동적 스크립트는 그 어떤 것도 기다리지 않습니다. 그리고 그 어떤 것도 동적 스크립트를 기다리지 않습니다.
  • 먼저 다운로드된 스크립트가 먼저 실행됩니다(‘load-first’ order).

아래 예시에선 두 스크립트를 동적으로 문서에 추가합니다. 그런데 script.async=false가 없었다면 이 스크립트들은 'load-first order’로 실행됩니다. 그럼 크기가 작은 small.js가 먼저 실행되겠죠. 하지만 script.async=false가 있기 때문에 실행은 '문서에 추가된 순서’대로 됩니다.

function loadScript(src) {
  let script = document.createElement('script');
  script.src = src;
  script.async = false;
  document.body.append(script);
}

// async=false이기 때문에 long.js가 먼저 실행됩니다.
loadScript("/article/script-async-defer/long.js");
loadScript("/article/script-async-defer/small.js");

요약

asyncdefer 스크립트는 다운로드 시 페이지 렌더링을 막지 않는다는 공통점이 있습니다. 따라서 async와 defer를 적절히 사용하면 사용자가 오래 기다리지 않고 페이지 콘텐츠를 볼 수 있게 할 수 있습니다.

두 스크립트의 차이점은 다음과 같습니다.

순서 DOMContentLoaded
async load-first order. 문서 내 순서와 상관없이 먼저 다운로드된 스크립트가 먼저 실행됩니다. 비동기 스크립트는 HTML 문서가 완전히 다운로드되지 않은 상태라도 로드 및 실행될 수 있습니다. 스크립트 크기가 작거나 캐싱 처리 되어있을 때 혹은 HTML 문서 길이가 아주 길 때 이런 일이 발생합니다.
defer 문서에 추가된 순 지연 스크립트는 문서 다운로드와 파싱이 완료된 후에, DOMContentLoaded 이벤트 발생 전에 실행됩니다.
스크립트 다운로드가 끝나지 않았어도 페이지는 동작해야 합니다.

defer를 사용하게 되면 스크립트가 실행되기 에 페이지가 화면에 출력된다는 점에 항상 유의해야 합니다.

사용자는 그래픽 관련 컴포넌트들이 준비되지 않은 상태에서 화면을 보게 될 수 있죠.

따라서 지연 스크립트가 영향을 주는 영역엔 반드시 '로딩 인디케이터’가 있어야 합니다. 관련 버튼도 사용 불가(disabled) 처리를 해줘야 하죠. 이렇게 해야 사용자에게 현재 어떤 것은 사용할 수 있는지, 어떤 것은 사용할 수 없는지를 알려줄 수 있습니다.

실무에선 defer를 DOM 전체가 필요한 스크립트나 실행 순서가 중요한 경우에 적용합니다. async는 방문자 수 카운터나 광고 관련 스크립트같이 독립적인 스크립트에 혹은 실행 순서가 중요하지 않은 경우에 적용합니다.

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