浏览器运行机制详解

1. 浏览器是多进程的

GPU进程
  • 最多一个,用于3D绘制等
Browser进程
  • 负责浏览器界面显示,与用户交互。如前进,后退等
  • 负责各个页面的管理,创建和销毁其他进程
  • 将Renderer进程得到的内存中的Bitmap,绘制到用户界面上
  • 网络资源的管理,下载等
第三方插件进程
  • 每种类型的插件对应一个进程,仅当使用该插件时才创建
浏览器渲染进程(浏览器内核)
  • 默认每个tab页一个进程
  • 页面渲染,脚本执行,事件处理等

2. 浏览器渲染进程是多线程的

GUI渲染线程
  • 负责渲染浏览器界面,解析HTML,CSS,构建DOM树和RenderObject树,布局和绘制等。
  • 当界面需要重绘(Repaint)或由于某种操作引发回流(reflow)时,该线程就会执行
  • 注意,GUI渲染线程与JS引擎线程是互斥的,当JS引擎执行时GUI线程会被挂起(相当于被冻结了),GUI更新会被保存在一个队列中等到JS引擎空闲时立即被执行。
js引擎线程
  • 也称为JS内核,负责处理Javascript脚本程序。(例如V8引擎)
  • JS引擎线程负责解析Javascript脚本,运行代码。
  • JS引擎一直等待任务队列中任务的到来,然后加以处理,一个Tab页(renderer进程)中只有一个JS线程在运行
  • 同样注意,GUI渲染线程与JS引擎线程是互斥的。所以如果JS执行的时间过长,要放在body下面,否则就会导致页面渲染加载阻塞。
事件触发线程
  • 管理着事件队列
  • 监听事件,符合条件时把回调函数放入事件队列中
定时触发器线程
  • setInterval与setTimeout在此线程中计时完毕后,把回调函数放入事件队列中
  • 浏览器定时计数器并不是由JavaScript引擎计数的,(因为JavaScript引擎是单线程的, 如果处于阻塞线程状态就会影响记计时的准确),因此通过单独线程来计时并触发定时(计时完毕后,添加到事件队列中,等待JS引擎空闲后执行)
  • 注意,W3C在HTML标准中规定,规定要求setTimeout中低于4ms的时间间隔算为4ms
异步http请求线程
  • 检测到XHR对象状态变化时,将回调函数放入事件队列中
event loop整体流程

3. repaint、reflow

repaint
  • repiant或者redraw遍历所有的节点检测各节点的可见性、颜色、轮廓等可见的样式属性,然后根据检测的结果更新页面的响应部分。
  • 当render tree中的一些元素需要更新属性,而这些属性只是影响元素的外观,风格,而不会影响布局的,比如background-color。则就叫称为重绘
reflow
  • reflow指的是计算页面布局。某个节点reflow时会重新计算节点的尺寸和位置,而且还有可能触发其子节点、祖先节点和页面上的其他节点reflow。在这之后再触发一次repaint。
  • 当render tree中的一部分(或全部)因为元素的规模尺寸,布局,隐藏等改变而需要重新构建。这就称为回流,每个页面至少需要一次回流,就是在页面第一次加载的时候。
导致reflow的操作
  1. 调整窗口大小
  2. 改变字体
  3. 增加或者移除样式表
  4. 内容变化,比如用户在input框中输入文字
  5. 激活 CSS 伪类,比如 :hover (IE 中为兄弟结点伪类的激活)
  6. 操作 class 属性
  7. 脚本操作 DOM
  8. 计算 offsetWidth 和 offsetHeight 属性
  9. 设置 style 属性的值
它们会大大影响web性能,如何减少reflow、repaint
  1. 不要通过父级来改变子元素样式,最好直接改变子元素样式,改变子元素样式尽可能不要影响父元素和兄弟元素的大小和尺寸
  2. 尽量通过class来设计元素样式,切忌用style多次操作单个属性
  3. 实现元素的动画,对于经常要进行回流的组件,要抽离出来,它的position属性应当设为fixed或absolute
  4. 权衡速度的平滑。比如实现一个动画,以1个像素为单位移动这样最平滑,但reflow就会过于频繁,CPU很快就会被完全占用。如果以3个像素为单位移动就会好很多。
  5. 不要用tables布局的另一个原因就是tables中某个元素一旦触发reflow就会导致table里所有的其它元素reflow。在适合用table的场合,可以设置table-layout为auto或fixed,
  6. 这样可以让table一行一行的渲染,这种做法也是为了限制reflow的影响范围。
  7. css里不要有表达式expression
  8. 减少不必要的 DOM 层级(DOM depth)。改变 DOM 树中的一级会导致所有层级的改变,上至根部,下至被改变节点的子节点。这导致大量时间耗费在执行 reflow 上面。
  9. 避免不必要的复杂的 CSS 选择器,尤其是后代选择器(descendant selectors),因为为了匹配选择器将耗费更多的 CPU。
  10. 尽量不要过多的频繁的去增加,修改,删除元素,因为这可能会频繁的导致页面reflow,可以先把该dom节点抽离到内存中进行复杂的操作然后再display到页面上。
  11. 请求如下值offsetTop, offsetLeft, offsetWidth, offsetHeight,scrollTop/Left/Width/Height,clientTop/Left/Width/Height,浏览器会发生reflow,建议将他们合并到一起操作,可以减少回流的次数。
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