引言
浏览器渲染原理是前端开发工程师必须掌握的核心知识之一。它不仅是判断一个前端工程师是否专业的标志，更与前端性能优化、页面加载速度等密切相关。本文档将深入解析浏览器渲染页面的整个流程。
浏览器的渲染原理概述
浏览器的渲染原理，简单来说，就是浏览器如何将HTML、CSS和JavaScript等代码转换为用户可视的网页页面的过程。但这个过程涉及到浏览器的多个内部模块，包括HTML解析器、CSS解析器、渲染引擎等。这些模块协同工作，将网页的源代码解析、渲染为最终的视觉效果。整个过程就像一条生产流水线。
浏览器渲染过程
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。
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了一套组织严密的生产流水线。
1. HTML 解析（Parse HTML）
渲染的第一步是解析 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 外部的 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。这就是 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 树中。
2. 样式计算（Computed Style）
渲染的下一步是样式计算。
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，会得到一棵带有样式的 DOM 树。
3. 布局（Layout）
接下来是布局，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。
4. 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。
5. 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。包含每个节点的绘制信息，如颜色、边框、阴影等。
例如：
将笔移动到10,30位置
画一个200300的矩形*
用红色填充矩形
将笔移动到............
6. 分块（Tiling）
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。
7. 光栅化（Rasterization）
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
8. 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。
完整过程
渲染过程的优化
事件循环与渲染
渲染的启动时机与事件循环密切相关。浏览器在主线程空闲时启动渲染任务，确保不会阻塞用户交互。
性能优化技巧
- 减少重排和重绘：避免频繁修改 DOM 树的结构和样式。
- 使用高效的 CSS 属性：如 transform 属性，仅在合成阶段处理，不会触发布局和绘制。
- 合理分层：利用图层技术，减少全局重绘的开销。
总结
浏览器渲染是一个复杂的过程，涉及多个阶段和线程的协同工作。理解这一过程不仅有助于提高网页性能，还能为前端开发人员提供深入的技术背景支持。通过掌握这些知识，开发者可以更好地优化网页，提高用户体验。
