浏览器渲染原理丶事件循环

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浏览器

五大浏览器:IE浏览器、火狐浏览器(Firefox)、谷歌浏览器(chrome)、Safari浏览器、欧朋浏览器(Opera) 浏览器分为两部分:渲染引擎、js引擎

渲染引擎

用来解析HTML与CSS,俗称内核,比如chrome浏览器的blink,老版本的webkit。

以下是常见的浏览器内核:

IE: Trident(IE、猎豹安全、360极速浏览器、百度浏览器)

Firefox: Gecko(火狐浏览器内核)

SafarI:webkit(苹果浏览器内核)

chrome/Opera: Blink (其实是webkit的分支)

js引擎

js引擎也成为js解释器。用来读取网页中的JavaScript代码,对其处理后运行,比如chrome浏览器的V8 浏览器本身并不执行JS戴拿,二十通过内置JavaScript引擎来执行js代码。js引擎执行代码 解释每一句源码(转化为机器语言),然后由计算机去执行,所以JavaScript语言归为脚本呢语言,会逐行解释执行。

以下是常见的js引擎:

(SpiderMonkey)FieFox

V8(Chrome\node)

浏览器的进程模型

进程: 程序运行需要有他自己专属的内存空间,可以把这块内存空间简单的理解为进程,每个应用至少有一个进程,进程之间相互独立,即使要通信,也需要双方同意。

线程:运行代码的那个人称之为线程,一个进程至少有一个线程,所以在进程开启后会自动创建一个线程来运行代码,该线程称之为主线程。如果程序需要同时执行多块代码,主线程就会启动更多的线程来执行代码,所以一个进程中可以包含多个线程。

浏览器有哪些进程和线程:为了避免相互影响,为了减少连环崩溃的几率,当启动浏览器后,他会自动启动多个进程。所以浏览器是一个多进程、多线程的应用程序。

浏览器进程:主要负责界面的显示(BOM)、用户的交互、子进程城管理等,浏览器进程内部会启动多个线程处理不同的任务

网络进程:负责加载网络资源。网络进程内部会启动多个线程来处理不同的网络任务

渲染进程:默认情况下,浏览器会为每个标签开启一个渲染进程,以保证不同的标签之间不相互影响,渲染进程启动后,会开启一个渲染主线程,主线程负责执行HTML、CSS、JS代码。

GPU进程:

渲染主线程时如何工作的

解析HTML、解析CSS、计算样式、布局、处理图层、每秒吧页面渲染60秒、执行全局JS代码、执行事件处理函数、执行计时器的回调函数 ...... 任务调度

浏览器的渲染原理

解析html

浏览器从网络中或者本地文件中获取HTML源代码,然后从上到下解析源代码 若解析过程中读取到css、js停止解析(阻塞),转而解析CSS或执行JS。

graph TD
解析HTML --> 读取CSS  -->解析CSS --> 解析HTM --> 读取JS --> 解析js --> 继续解析html

为什么要将css写到页面开头,js要写在最后

解析HTML时是从上到下 以此解析 边解析边生成DOM树因此 css要写在前边 防止页面闪烁。js要写在后边防止页面阻塞让浏览器尽快成呈现页面给用户、DOM节点此时拿不到

//先触发
//DOM解析完成后  针对stript标签卸载了前边   写在后边就用不到这个事件了
document.addEventLister('DOMContentLoaded',()=>{

})
//所有资源加载完毕
document.addEventLister('load',()=>{

})

生成DOM树

浏览器会一边解析HTML,一边生成DOM树,我们在JS中获取到的DOM就是DOM。

生成渲染树

浏览器一边生成DOM树,一边计算DOM树中每个节点的央视规则,最终形成渲染树。CSS属性的计算过程,发生在这一个步骤

布局、重排/laylout、reflow

这个步骤又称为reflow(回流、重排),是指浏览器一边生成渲染树,一边计算每个元素最终的尺寸和位置完成后,页面上说有元素的位置和尺寸都确定下来了,即将被渲染到页面。这个步骤会在页面之后的运行过程中不断重复,

以下JS操作(获取元素的尺寸和位置、直接或间接改变元素的尺寸和位置 )均会导致reflow

dom.style.width = '100px'
dom.style.height = '100px'
//dom.clientHeight  //读取高度,导致强行reflow
dom.style.left = '100px'
dom.style.top = '100px'
graph TD
改变宽度 --> 改变高度  -->改变横坐标 --> 改变纵坐标 --> reflow
改变宽度1 --> 改变高度1 --> 读取高度1  --> 第一次reflow --> 改变横坐标1 --> 改变纵坐标1--> reflow

reflow非常耗时,浏览器为了提升性能,对JS中连续导致reflow的代码,延迟到结束后进行,但此过程中,如果遇到了获取尺寸和位置的代码,浏览器会不得已立即reflow(vue框架在这里进行了优化,采用了虚拟DOM,就避免了页面不必要的reflow)

重绘(repaint)

浏览器一边reflow,一边进行生成对应的图形会知道页面,绘制的过程称之为重绘,所有导致重排(reflow)的代码都会导致重绘(repaint) 绘制的过程是靠GPU去完成(由浏览器的GPU线程进程去管理),速度非常快(css3中的动画并不是重绘、重排,是直接调用了计算机的GPU硬件去完成绘制的)、因此要尽量减少重排

面试题

css要写在前边 防止页面闪烁,js要写在后边防止页面阻塞、DOM节点此时拿不到

load和DOMContentLoaded事件的区别

vue中虚拟DOM的优点和作用

事件循环

事件循环是异步的实现方式

异步的产生是为了弥补js单线程

如何理解js的异步

异步优点:通过消息队列做任务调度,永远不会阻塞主线程

js是一门单线程的语言,这是因为它运行在浏览器的渲染主线程中,渲染主线程只有一个。渲染主线程承担着诸多任务,渲染页面、执行JS等。如果使用同步的方式,就极有可能导致主线程阻塞,从而导致消息队列中的很多其他任务都无法执行。这样一来,一方面会导致繁忙的主线程白白消耗时间,另一方面导致页面无法及时更新,给用户造成卡死现象。

所以一浏览器采用异步的方式来避免。具体错发是当某些任务发生时,比如计时器,网络、事件监听,主线程将任务交给其他线程处理,自身立即结束任务,转而执行后续代码。当其他线程完成时,将事先传递的回调函数包装成任务,加入到消息队列的末尾排队,等待主线程调度执行。

在这种异步模式下,浏览器永不阻塞,从而最大限度的保证了单线程的流畅运行。

JS为何会阻碍渲染

因为js是一门单线程语言,代码的执行和渲染都在主线程上执行,当同步代码一直未执行结束,后续的渲染就无法执行,就会阻碍渲染,造成页面卡顿的现象。

任务优先级有优先级吗

任务没有优先级,在消息队列用先进先出 但消息队列有优先级

根据w3c的最新解释:

1.每个任务都有一个任务类型,同一个类型的任务必须在一个队列,不同类型的任务可以分属于不同的队列。在一次事件循环中,浏览器可以根据实际情况从不同的队列中去除任务执行(不同的浏览器实、不同的版本实现有所不同)。

2.浏览器必须准备好一个微队列,微队列中的任务优先其他任务执行 (添加任务到到微队列的主要方式有 Promise 、 MutationObserver)

例如

//立即把一个函放入微队列中
Promise.resolve().then(函数)

注意:随着浏览器的复杂度急剧提升,W3C不再使用宏队列的说法 chrome 目前至少含有:微队列> 交互队列(用户操作后产生的事件处理任务)> 延时队列(延时器)

阐述一下js的事件循环

事件循环又叫消息队列,是浏览器渲染主线程的工作方式。

它会不断地从消息队列中取出第一个任务执行,而其他线程只需要在合适的时候将任务加入队列末尾即可。 过去把消息队列简单的分为为队列和宏队列,这种说法目前已无法满足复杂的浏览器环境,取而代之的是一种更加灵活的处理方式。

根据W3C官方的解释,每个任务有不同的任务类型,同类型的任务必须在同一个队列,不同的任务可以属于不同的队列。不同队列有不同的优先级,在一次事件循环中,由浏览器自行决定取哪一个队列的任务。但浏览器必须有一个微队列,微队列的任务具有最高的优先级,必须优先执行。

js中的计时器能做到精确计时吗?为什么

不行,因为

  1. 计算机硬件没有原子钟,无法做到精确计时。
  2. 操作系统的计时函数本身就有少量偏差,由于JS的计时器最终调用的是操作系统的函数,也携带了这些偏差
  3. 按照w3c的标准,浏览器实现计时器时,如果嵌套层级超过5层 则会带有4毫秒的最少时间,这样在计时少于4毫秒时又带来了偏差。
// 浏览器源码中层级超过五层settimeout就会延迟4秒再执行
setTimeout(function(){
  setTimeout(function(){
     setTimeout(function(){
        setTimeout(function(){
            setTimeout(function(){
  
            },0)
        },0)
     },0)
  },0)
},0)

  1. 受事件循环影响,计时器的回调只能在主线程空闲时运行,因此又带来了偏差。