浏览器渲染背后的秘密,你知道多少?

2024-08-17 13:53:35 浏览数 (2)

浏览器是如何渲染页面的?

对事件循环有疑问的请移步

事件循环的秘密,竟然影响着浏览器的一切!

事件循环浏览器的进程模型什么是进程呢?程序运行需要有它自己专属的内存空间,可以把这块内存空间简单的理解为进程。每个...

渲染流程总图

渲染流程总图渲染流程总图
  • 整个渲染流程分为多个阶段,分别是:**HTML 解析**、**样式计算**、**布局**、**分层**、**绘制**、**分块**、**光棚化**、****每个阶段都有明确的输入输出,上一个阶段的输出会成为下一个阶段的输入。
  • 这样,整个渲染流程就形成了一套组织严密的生产流水线。

流程1--开启渲染流程

消息1.png消息1.png
  • 当浏览器的网络线程收到HTML文档后,会产生一个渲染任务,并将其传递给渲染主线程的消息队列。
  • 在事件循环机制的作用下,渲染主线程取出消息队列中的渲染任务,开启渲染流程。

流程2--渲染的第一步是解析HTML--Parse HTML

  • 解析过程中遇到CSS解析CSS,遇到JS 执行JS。为了提高解析效率,浏览器在开始解析前,会启动一个预解析的线程,率先下载 HTML中的外部 CSS文件和外部的JS文件。
  • 如果主线程解析到link位置,此时外部的CSS 文件还没有下载解析好,主线程不会等待,继续解析后续的HTML。这是因为下载和解析CSS 的工作是在预解析线程中进行的。这就是CSS 不会阻塞HTML解析的根本原因。
  • 如果主线程解析到script位置,会停止解析HTML,转而等待JS文件下载好,并将全局代码解析执行完成后,才能继续解析HTML。这是因为JS代码的执行过程可能会修改当前的DOM树,所以 DOM树的生成必须暂停。这就是JS会阻塞HTML解析的根本原因。
dom树.pngdom树.png
dom1.pngdom1.png
cssom1.pngcssom1.png
cssom2.pngcssom2.png

第一步完成后,会得到DOM树和 CSSOM树,浏览器的默认样式、内部样式、外部样式、行内样式均会包含在CSSOM树中。

流程2--样式计算 Recalculate Style

样式计算.png样式计算.png
  • 主线程会遍历得到的DOM树,依次为树中的每个节点计算出它最终的样式,称之为Computed Style。
  • 在这一过程中,很多预设值会变成绝对值,如red 会变成rgb(255,0,0);相对单位会变成绝对单位,比如em会变成px,这一步完成后,会得到一棵带有样式的DOM树。

流程3--布局layout

layout.pnglayout.png
  • 布局阶段会依次遍历DOM 树的每一个节点,计算每个节点的几何信息。例如节点的宽高、相对包含块的位置。
  • 大部分时候,DOM树和布局树并非一 一对应。
代码语言:txt复制
- **比如display:none 的节点没有几何信息,因此不会生成到布局树。**
- **比如使用了伪元素选择器,虽然DOM树中不存在这些伪元素节点,但它们拥有几何信息,所以会生成到布局树中。**
- **还有匿名行盒、匿名块盒等等都会导致DOM树和布局树无法——对应。**

流程4--分层Layer

分层.png分层.png
  • 主线程会使用一套复杂的策略对整个布局树中进行分层。
  • 分层的好处在于,将来某一个层改变后,仅会对该层进行后续处理,从而提升效率。
  • 滚动条、堆叠上下文、transform、opacir等样式都会或多或少的影响分层结果,也可以通过will-change属性更大程度的影响分层结果。

流程5--绘制 Paint

绘制.png绘制.png
  • 主线程会为每个层单独产生绘制指令集,用于描述这一层的内容该如何画出来。
  • 完成绘制后,主线程将每个图层的绘制信息提交给合成线程,剩余工作将由合成线程完成。

流程6--分块 Tiling

请输入图片描述请输入图片描述
  • 合成线程首先对每个图层进行分块,将其划分为更多的小区域。
  • 它会从线程池中拿取多个线程来完成分块工作。

流程7--光栅化 Raster

光栅化.png光栅化.png
  • 合成线程会将块信息交给 GPU进程,以极高的速度完成光栅化。
  • GPU进程会开启多个线程来完成光栅化,并且优先处理靠近视口区域的块。光栅化的结果,就是一块一块的位图。

流程8--画 draw

画.png画.png
  • 合成线程拿到每个层、每个块的位图后,生成一个个「指引(quad)」信息。
  • 指引会标识出每个位图应该画到屏幕的哪个位置,以及会考虑到旋转、缩放等变形。
  • 变形发生在合成线程,与渲染主线程无关,这就是transform效率高的本质原因。
  • 合成线程会把 quad 提交给GPU进程,由GPU进程产生系统调用,提交给GPU 硬件,完成最终的屏幕成像。

什么是reflow?

  • reflow的本质就是重新计算layout树。
  • 当进行了会影响布局树的操作后,需要重新计算布局树,会引发layout。
  • 为了避免连续的多次操作导致布局树反复计算,浏览器会合并这些操作,当JS 代码全部完成后再进行统一计算。所以,改动属性造成的reflow是异步完成的。
  • 也同样因为如此,当JS 获取布局属性时,就可能造成无法获取到最新的布局信息。浏览器在反复权衡下,最终决定获取属性立即reflow。

什么是repaint?

  • repaint 的本质就是重新根据分层信息计算了绘制指令。
  • 当改动了可见样式后,就需要重新计算,会引发repaint。
  • 由于元素的布局信息也属于可见样式,所以 reflow一定会引起repaint。

为什么transform的效率高?

  • 因为 transform既不会影响布局也不会影响绘制指令,它影响的只是渲染流程的最后一个「draw」阶段由于draw 阶段在合成线程中,所以 transform的变化几乎不会影响渲染主线程。反之,渲染主线程无论如何忙碌,也不会影响transform的变化。

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