浏览器渲染原理

浏览器组成

主要包括用户界面、浏览器引擎、渲染引擎、网络、Js解释器、UI后端、数据存储。


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渲染流程

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  • 解析HTML,并构建DOM树
  • 构建Render树
  • 布局Render树
  • 绘制Render树
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解析HTML,并构建DOM树

其中,渲染进程解析HTML时,将HTML标签转化为DOM节点,同时也会解析CSS文件及style标签中的样式,需要注意的是,外部CSS的引入是由单独的下载线程异步下载的,也就是说:

  • CSS的加载不会阻塞DOM树的构建(可能会影响脚本执行)
  • 但会阻塞Render树渲染,因为布局绘制Render树需要CSS信息,从而导致白屏

Js同理,当HTML解析到<script>标签时,会立即调用Js引擎线程执行脚本(同步过程),由于Js引擎线程与GUI引擎线程是互斥的,因此,当Js耗时过长,也会阻塞页面加载。当然,也可以给<script>增加defer属性,防止脚本加载会对页面结构造成影响,因为脚本会立即下载,但是被延迟到页面解析完毕之后再执行。也有async属性,会在后台下载,不会阻塞解析线程。
预解析,Webkit和FireFox都做过此优化;当执行脚本时,外挂另一个线程解析剩下的文档,加载后面需要网络加载的资源,如外部脚本、CSS、img等,不改变DOM树,等待主线程执行。

构建Render树

Render树(渲染树)由元素显示序列中,可见元素组成,它是文档的可视化表示,构建这棵树是为以正确的顺序绘制文档内容.

Webkit用渲染对象来描述这些元素,Firefox则用frames,其中,RenderObject是Webkit的渲染对象基类,它的定义如下:

class RenderObject{
     virtual void layout();
     virtual void paint(PaintInfo);
     virtual void rect repaintRect();
     Node* node;  //the DOM node
     RenderStyle* style;  // the computed style
     RenderLayer* containLayer; //the containing z-index layer
}

布局Render树

当Render对象被添加到树中时,他们并没有位置和大小,计算这些值的过程叫Layout或reflow(回流)
HTML使用基于流的布局模型,可以使用单一的途径进行几何计算。

绘制Render树

一个渲染对象的堆栈顺序是:(从后向前)

  1. 背景色
  2. 背景图
  3. border
  4. children
  5. outline

普通图层和复合图层

GPU中,各个复合图层的绘制是不相干的,会独立分配资源。
其中,普通文档流为一个复合图层(这里称为默认复合层,里面不管添加多少元素,其实都是在同一个复合图层中)尽管是absolute、fixed布局,虽然可以脱离普通文档流,但它仍然属于默认复合层。
可以通过所谓硬件加速的技术,新建一个复合图层

  • 最常用的方式:translate3d、translateZ
  • opacity属性/过渡动画(需要动画执行的过程中才会创建合成层,动画没有开始或结束后元素还会回到之前的状态)
  • will-change属性(这个比较偏僻),一般配合opacity与translate使用(而且经测试,除了上述可以引发硬件加速的属性外,其它属性并不会变成复合层)
    好处:可以独立于普通文档流中,改动后可以避免整个页面重绘,提升性能。但是最好不要大量使用,耗费资源。

Reference

从浏览器多进程到JS单线程,JS运行机制最全面的一次梳理
https://blog.csdn.net/zzzaquarius/article/details/6532299

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