浏览器渲染原理

发布时间:2024年01月14日

1. 浏览器是如何渲染页面的?

????????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。

2. 浏览器的渲染步骤

????????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、光栅化、画。

????????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一套组织严密的生产流水线。

3. 第一步:解析HTML(Parse HTML)

????????这一步是解析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。

????????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树种。

????????Q:css样式表有哪些?

????????A:<style>内部样式表、<link>外部样式表、内联样式表、浏览器默认样式表。

????????Q:js怎么操作style、link的样式?

????????A:document.styleSheets...

4. 第二步:样式计算(Recalculate Style)

????????这一步是样式计算。

????????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,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。

????????注:getComputedStyle()可以获取最终的样式数据

5. 第三步:布局(Layout)

????????这一步是布局,布局完成后会得到布局树。

????????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。

????????比如display: none的节点没有几何信息,因此不会生成到布局树;又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。

????????注:内容必须在行盒中、行盒和块盒不能相邻,计算的时候会根据情况增加匿名(行、块)盒

6. 第四步:分层(Layer)

????????这一步是分层。

????????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、opacity等样式都会或多多少的影响分层结果,也可以通过will-change属性更大程度的影响分层结果。

7. 第五步:绘制(Paint)

????????这一步是绘制。

????????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。

????????渲染主线程的工作到此为止,剩余步骤交给其他线程完成。

????????注:canvas的画其实就是浏览器内核绘制的功能????

8. 第六步:分块(Tiling)?

????????这一步是分块。

????????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。

????????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。???

9. 第七步:光栅化(Raster)? ? ? ??

????????这一步进入光栅化阶段。

????????合成线程会将信息交给GPU进程,以极高的速度完成光栅化。

????????GUP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。

????????光栅块的结果,就是一块一块的位图。

????????注:GPU能干的事CPU也能干,CPU能干的事GPU未必能干

10. 第八步:画(Draw)

????????最后一步就是画了。

????????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滑到屏幕的哪个位置,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。

????????注:合成线程和渲染主线程隶属于渲染进程(沙盒)安全,无法直接通知到硬件,需要先告知浏览器的GPU,再由GPU通知硬件进行画出来

文章来源:https://blog.csdn.net/weixin_46328688/article/details/135540489
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