客户端容器 | 青训营笔记

小苡
86 阅读8分钟

客户端容器（浏览器） | 青训营笔记

1.浏览器架构

1.1 浏览器架构变迁

  1. 单进程架构：所有模块运行在同一个进程里，包含网络、插件、JavaScript 运行环境等
  2. 多进程架构：主进程、网络进程、渲染进程、GPU 进程、插件进程
  3. 面向服务架构：将原来的 UI、数据库、文件、设备、网络等，作为一个独立的基础服务

浏览器架构演进.png

1.2 浏览器各架构对比

架构对比.png

1.3 多进程架构介绍

多进程分工.png

2.渲染进程

2.1 渲染进程多线程架构

常见浏览器内核.png

内部是多线程实现，主要负责页面渲染，脚本执行，事件处理，网络请求等

多线程架构分工.png

2.2 JS 引擎 VS 渲染引擎

1.解析执行 JS 2.XML 解析生成渲染树，显示在屏幕
3.桥接方式通信

引擎.png

两个引擎是相互独立的，如果通过 js 执行 dom 操作，本质上要通过 bridge 操作，所以会产生一定的延迟。

2.3 多线程工作流程

  1. 网络线程负责加载网页资源
  2. JS 引擎解析 JS 脚本并且执行
  3. JS 解析引擎空闲时，渲染线程立即工作
  4. 用户交互、定时器操作等产生回调函数，放入任务队列中
  5. 事件线程进行事件循环，将队列里的任务取出交给 JS 引擎执行

任务队列.png

3.chrome 运行原理

  • 浏览器地址输入 URL 后发生了什么

chrome运行原理.png

一道经典的八股文，这里做一个简版。 例如当我们在 web 浏览器的地址栏中输入：www.juejin.cn，具体发生了： 对www.juejin.cn这个网址进行DNS域名解析，得到对应的IP地址
1.根据这个 IP，找到对应的服务器，发起 TCP 的三次握手
2.建立 TCP 连接后, 发起 HTTP 请求
3.服务器响应 HTTP 请求，浏览器得到 html 代码
4.浏览器解析 html 代码，并请求 html 代码中的资源（如 js、css、图片等）（先得到 html 代码，才能去找这些资源）
5.服务器响应对应的资源
6.响应数据完毕, 四次挥手，关闭 TCP 连接 7.浏览器对页面进行渲染呈现给用户

  • 其中主要分成了浏览器主进程和渲染进程，下面就是两个进程的详细流程。

3.1 主进程工作流程

3.1.1 输入处理

  1. 用户 Url 框输入内容的后，UI 线程会判断输入的是一个 URL 地址呢，还是一个 query 查询条件
  2. 如果是 URL，直接请求站点资源
  3. 如果是 query，将输入发送给搜索引擎

输入处理.png

3.1.2 开始导航

  1. 当用户按下回车，UI 线程通知网络线程 发起一个网络请求，来获取站点内容
  2. 请求过程中，tab 处于 loading 状态

开始导航(2).png

3.1.3 读取相应

  1. 网络线程接收到 HTTP 响应后，先检查响应头的媒体类型（MIME Type）
  2. 如果响应主体是一个 HTML 文件，浏览器将内容交给渲染进程处理
  3. 如果拿到的是其他类型文件，比如 Zip、exe 等，则交给下载管理器处理

读取响应.png

3.1.4 寻找渲染进程

  1. 网络线程做完所有检查后，会告知主进程数据已准备完毕，主进程确认后为这个站点寻找一个渲染进程
  2. 主进程通过 IPC 消息告知渲染进程去处理本次导航
  3. 渲染进程开始接收数据并告知主进程自己已开始处理，导航结束，进入文档加载阶段

寻找渲染进程.png

3.2 渲染进程工作流程

3.2.1 资源加载

  1. 收到主进程的消息后，开始加载 HTML 文档
  2. 除此之外，还需要加载子资源，比如一些图片，CSS 样式文件以 JavaScript 脚本

资源加载.png

3.2.2 构建渲染树

  1. 构建 DOM 树，将 HTML 文本转化成浏览器能够理解的结构
  2. 构建 CSSOM 树，浏览器同样不认识 CSS，需要将 CSS 代码转化为可理解的 CSSOM
  3. 构建渲染树，渲染树是 DOM 树和 CSSOM 树的结合

构建渲染树.png

3.2.3 页面布局

  1. 根据渲染树计算每个节点的位置和大小
  2. 在浏览器页面区域绘制元素边框
  3. 遍历渲染树，将元素以盒模型的形式写入文档流

页面布局.png

3.2.2 页面绘制

  1. 构建图层：为特定的节点生成专用图层
  2. 绘制图层：一个图层分成很多绘制指令，然后将这些指令按顺序组成一个绘制列表，交给合成线程
  3. 合成线程接收指令生成图块
  4. 栅格线程将图块进行栅格化
  5. 展示在屏幕

页面绘制.png

3.3 浏览器性能优化

3.3.1 前端性能 performance

  1. 时间都花在哪

    我们发现对于 script 的解析花了 653ms，解析只花了 37ms，绘制更短了，而 idle（等待时间）花费了 484ms。

  2. 什么情况下卡顿

    图中上方黄色的部分即为卡顿的部分，应为在解析 script 的过程，如果有解析时间很长的地方就会发生卡顿

前端性能.png

3.3.2 常见的优化手段

  • 首屏优化
  1. 压缩、分包、删除无用代码
  2. 静态资源分离
  3. JS 脚本非阻塞加载
  4. 缓存策略
  5. SSR
  6. 预置 loading、骨架屏

这是一些常用的首屏优化的方案，现在基本都是单页面应用，尽量使用分包，利用浏览器并行的能力。静态资源最好使用分离的形式，如果同源的情况下请求，往往携带 cookie，但是使用了 CDN 进行分发也可以节省一定的性能。JS 脚本使用非阻塞或者 body 底部，这样不会卡顿。将 css js 等利用浏览器生成 contenthash，进行强缓存，第二次进入页面就会很快。当然使用服务端渲染和预置一些 loading 和骨架屏也可以实现首屏优化的效果。

  • 渲染优化
  1. GPU 加速
  2. 减少回流、重绘
  3. 离屏渲染
  4. 懒加载

transform 和 opacity 效果均可以触发 GPU 加速，考虑到某几个元素使用 GPU 加速的时候也会新生成一个图层，这样也是消耗性能的，所以会在 css 中设置一个 will-change 属性，will-change 可以设置为 opacity、transform、top、left、bottom、right。告诉浏览器这个元素有可能会被 GPU 加速，浏览器会把这个元素放到新建的图层里面。尽量少用 table 布局，这个内容有一个 table 发生改变都会引起回流，即使是现在主流的框架中的 table 也基本上都是使用的 div 实现的。离屏渲染会另外开辟一些内存，提前加载资源，这样动画会流畅一些。

  • JS 优化
  1. 防止内存泄漏
  2. 循环尽早 break
  3. 合理使用闭包
  4. 减少 Dom 访问
  5. 防抖、节流
  6. Web Workers

防止内存泄漏：使用全局变量的时候，会有内存泄漏的风险。Dom 赋值给了 js 变量，Dom 被清除了，但是 js 变量没有被清除，这个时候 Dom 就会继续存在，并且占用内存很大，我们需要手动删除掉。还有一些定时器，如果没有清除定时器的话，也会导致内存泄漏，可以在组件销毁的时候清除定时器。 尽量减少 Dom 的访问次数，因为 dom 的访问是要通过 bridge 的，比较费时间。比如访问 css 的时候，最好使用 cssText 直接替换，或者用 className 的形式，这样只会访问一次，如果一个 Dom 经常使用的话，可以使用一个变量缓存起来，不要每次都去查询。

4.跨端容器

4.1 跨端的由来

  • 为什么需要跨端
  1. 开发成本、效率
  2. 一致性体验
  3. 前端开发生态

跨端.png

4.2 常见的跨端方案

4.2.1 跨端方案

  • webview
  • 小程序
  • RN/WeeX
  • Lynx
  • Flutte

跨端方案.png

4.2.2 跨端容器

  • webview
  1. Webview，即网页视图，用于加载网页 Url，并展示其内容的控件
  2. 可以内嵌在移动端 App 内，实现前端混合开发，大多数混合框架都是基于 Webview 的二次开发；比如 UNI-APP、Cordova
  • webview 优势
  1. 一次开发，处处使用，学习成本低
  2. 随时发布，即时更新，不用下载安装包
  3. 移动设备性能不断提升，性能有保障
  4. 通过 JSBridge 和原生系统交互，实现复杂功能

  • webview 使用原生能力

  • JavaScript 调用 Native

  1. API 注入：Native 获取 Javascript 环境上下文，对其挂载的对象或者方法进行拦截
  2. 使用 Webview URL Scheme 跳转拦截
  3. IOS 上 window.webkit.messageHandler 直接通信
  • Native 调用 JavaScript
  1. 直接通过 webview 暴露的 API 执行 JS 代码
  2. IOS webview.stringByEvaluatingJavaScriptFromString
  3. Android webview.evaluateJavascrip
  • webview<->Native 通信
  1. JS 环境中提供通信的 JSBridge
  2. Native 端提供 SDK 响应 JSBridge 发出的调用
  3. 前端和客户端分别实现对应功能模块
  • 小程序
  1. 微信、支付宝、百度小程序、小米直达号
  2. 渲染层-webview
  3. 双线程，多 webview 架构
  4. 数据通信，Native 转发

小程序.png

  • React Native/Weex
  1. 原生组件渲染
  2. React/Vue 框架
  3. virtual dom
  4. JSBridge

RN.png

  • Lynx
  1. Vue
  2. JS Core / V8
  3. JSBinding
  4. Native UI / Ski

Lynx.png

  • Flutter
  1. wideget
  2. dart vm
  3. skia 图形库

Flutter.png

  • 通用原理
  1. UI 组件
  2. 渲染引擎
  3. 逻辑控制引擎
  4. 通信桥梁
  5. 底层 API 抹平表现差
  6. dart vm
  7. skia 图形库

跨端容器通用原理.png

4.2.3 跨端方案对比

跨端方案对比.png

课程总结

客户端容器总计.png

avatar
文章
阅读
粉丝