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浏览器是如何渲染页面的?

网络进程: --通信(获取html创建渲染任务)--------------------------------------------------->

【 渲染任务 】(消息队列)

渲染主进程:-- 渲染----------------------------------------------->

当浏览器的网络进程接收到 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。

在事件循环的作用下,渲染主线程从消息队列中拿取渲染任务,开心渲染流程

整个渲染流程分为多个阶段,分别是:html解析、css计算、布局、分层、绘制、分块、光栅化、画

每个阶段都有明确的输入输出,上个阶段的输出会成为下个阶段的输入。

这样,整个 渲染流程就形成了一套组织严密的生产流水线。

第一步 HTML 解析

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,会启动一个与解析的线程,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 的工作在预解析线程中进行的。这届是 CSS 不会阻塞渲染主线程 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 代码的执行中可能会修改当前的 DOM 树(不停下来等到知道会导致重绘),所以 DOM 树的生成必须暂停。这就是 JS 会阻塞HTML解析的原因。

第一步完成之后,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。

第二步 样式计算

主线程会遍历得到 DOM树,依次为树中的每个节点计算出它最终样式,称之为 Computed Style 。

在这一过程中,有很多预设值会变成绝对值,比如 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,会得到一颗带有样式的 DOM 树。

第三步 布局,布局完成后会的得到布局树

布局阶段会一次遍历DOM树的每一个节点,计算每个节点的几何信息,生成带有几何信息的布局树。例如节点的宽高、相对包含快的位置。

大部分时候。 DOM树和布局树并非一一对应。

比如 display:none的节点没有几何信息,因此不会生成到布局树中;又比如使用了伪元素选择器,虽然 DOM树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树和布局树无法一一对应。

第四步 分层

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,在于将来某一层发生改变时,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、opacity 等样式都会或多或少影响分层结果,也可以同过 will-change属性更大程度影响主线程策略的分层结果。

第五步 绘制

主线程会为每个分层单独产生绘制指令集,用于描述这一层的内容如何画出来。

绘制完成后,主线程将每个图层的绘制信息提交给**合并线程,**将剩余工作由合成线程完成。

第六步 分块

合成线程首先对每个图层进行分块,将其划分更多小区域。

它会从线程池中拿取多个线程来完成分块工作。

第七步 光栅化阶段

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。

光栅化结果,就是一块一块的位图(每个像素点的颜色)。

最后一步

合成线程拿到每个层、每个块的位图后,生成一个一个【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,会考虑到旋转、缩放等变形。

变形发生在合成线程,与渲染线程无关,这也是 tranform 效率高的本质元婴。

合成线程会把 quad 提交给 GPU进程,有GPU 进程去系统调用,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。需要重新继续算布局树,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,但 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。

浏览器再反复权衡下,最终决定获取属性立即 reflow,保证获取到最新的信息。

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 效率高?

应为 transform 既不会影响布局也不会影响绘制指令,它影响的甚至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 的变法几乎不会影响渲染主线程。反正,渲染主线程无论如何忙碌,也不会影响 transform 的变化。

渲染流程图

渲染主线程: parseHTML - style - layout - layer - paint --------------------->

合成主线程:---------------------------------------------------------tiling - raster ------------ draw --->

GPU 进程:---------------------------------------------------------------------------- 光栅化 ----------------------->