面试题:浏览器是如何渲染页面的

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开篇

当浏览器的网络线程接收到HMTL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,渲染主线程取消消息队列中的渲染任务,开启渲染流程。

这个渲染流程分为多个阶段,HTML解析、样式计算、布局、分层、绘制、分块、光栅化、画

HMTL解析 Parse HTML

解析过程中遇到CSS解析CSS,遇到了JS解析JS。为了提高效率,浏览器会启动一个预解析的线程,率先下载HTML中的外部CSS文件和外部的JS文件。

如果主线程解析到link标签,此时外部的CSS文件还没有下载解析好,主线程不会等待,解析解析后续的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。这就是CSS不会阻塞HTML解析的根本原因。

如果主线解析到script标签:

  1. 如果是是没有属性的script标签,停止HTML解析,等待JS代码下载完成,然后执行,执行完成后,继续解析HTML。

  2. 如果是带async,会异步下载JS代码,此时HTML解析不停止,等待JS下载完成后,停止HTML解析,执行JS代码,执行完成后,继续解析HTML。

  3. 如果是带defer,会异步下载JS代码,此时HTML解析不停止,等待HTML解析完成后,才执行JS代码。

这个过程完成之后,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。

样式计算 Recalculate Style

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

这一步完成后,会得到一颗带样式的DOM树。

布局 Layout

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。

内容必须在行盒中。 行盒和块盒不能相邻。比如<p>a</p>,会在a包装一个匿名行盒。 盒子的类型由CSS来决定,不由HTML决定,HMTL只提供语义化。

分层 Layer

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等样式都会或多或少的影响分层结果,也可以通过wiLL- change属性更大程度的影响分层结果。

绘制 Paint

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。

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。

分块 Tiling

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。

光栅化 Raster

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。

光栅化的结果,就是一块一块的位图。

画 Draw

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画到屏幕的哪个位置,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。

常见面试题

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,需要重新计算布局树,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,当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。浏览器在反复权衡下,最终决定获取属性立即reflow。

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

因为transform既不会影响布局也不会影响绘制指令,它影响的只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的变化几乎不会影响渲染主线程。反之,渲染主线程无论 如何忙碌也不会影响transform的变化。