渲染机制

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1.浏览器如何渲染网页

概述:浏览器渲染一共有五步

1.处理HTML并构建DOM树。

2.处理CSS构建CSSOM树。

3.将DOM与CSSOM合并成一个渲染树

4.根据渲染树来布局,计算每个节点的位置。

5.调用GPU绘制,合成图层,显示在屏幕上

具体如下图所示

image.png

image.png 渲染

  • 网页生成的时候,至少会渲染一次
  • 在用户访问的过程中,还会不断重新渲染 重新渲染需要重复之前的第四步(重新生成布局)+第五步(重新绘制)或者只有第五个步(重新绘制)
  • 在构建CSSOM树时,会阻塞渲染,直至 CSSOM树构建完成。并且构建 CSSOM 树是一个十分消耗性能的过程,所以应该尽量保证层级扁平,减少过度层叠,越是具体的 CSS 选择器,执行速度越慢
  • 当 HTML 解析到 script 标签时,会暂停构建 DOM,完成后才会从暂停的地方重新开始。也就是说,如果你想首屏渲染的越快,就越不应该在首屏就加载 JS 文件。并且CSS也会影响 JS 的执行,只有当解析完样式表才会执行 JS,所以也可以认为这种情况下,CSS 也会暂停构建 DOM

2. 浏览器渲染五个阶段 2.1 第一步:解析HTML标签,构建DOM树

在这个阶段,引擎开始解析html,解析出来的结果会成为一棵dom树 dom的目的至少有2个

  • 作为下个阶段渲染树状图的输入
  • 成为网页和脚本的交互界面。(最常用的就是getElementById等等)

当解析器到达script标签的时候,发生下面四件事情

  1. html解析器停止解析,
  2. 如果是外部脚本,就从外部网络获取脚本代码
  3. 将控制权交给js引擎,执行js代码
  4. 恢复html解析器的控制权

由此可以得到第一个结论1

  • 由于

  • defer和async属性也能有助于加载外部脚本。

  • defer使得脚本会在dom完整构建之后执行;

  • async标签使得脚本只有在完全available才执行,并且是以非阻塞的方式进行的

    2.2 第二步:解析CSS标签,构建CSSOM树

  • 我们已经看到html解析器碰到脚本后会做的事情,接下来我们看下html解析器碰到样式表会发生的情况

  • js会阻塞解析,因为它会修改文档(document)。css不会修改文档的结构,如果这样的话,似乎看起来css样式不会阻塞浏览器html解析。但是事实上 css样式表是阻塞的。阻塞是指当cssom树建立好之后才会进行下一步的解析渲染

    通过以下手段可以减轻cssom带来的影响

  • 将script脚本放在页面底部

  • 尽可能快的加载css样式表

  • 将样式表按照media type和media query区分,这样有助于我们将css资源标记成非阻塞渲染的资源。

  • 非阻塞的资源还是会被浏览器下载,只是优先级较低

    2.3 第三步:把DOM和CSSOM组合成渲染树(render tree)

image.png 2.4 第四步:在渲染树的基础上进行布局,计算每个节点的几何结构 布局(layout):定位坐标和大小,是否换行,各种position, overflow, z-index属性

**2.5 调用 GPU 绘制,合成图层,显示在屏幕上**

将渲染树的各个节点绘制到屏幕上,这一步被称为绘制painting

**3. 渲染优化相关**

3.1 Load 和 DOMContentLoaded 区别

  • Load 事件触发代表页面中的 DOM,CSS,JS,图片已经全部加载完毕。
  • DOMContentLoaded 事件触发代表初始的 HTML 被完全加载和解析,不需要等待 CSS,JS,图片加载

3.2 图层

一般来说,可以把普通文档流看成一个图层。特定的属性可以生成一个新的图层。不同的图层渲染互不影响,所以对于某些频繁需要渲染的建议单独生成一个新图层,提高性能。但也不能生成过多的图层,会引起反作用。

通过以下几个常用属性可以生成新图层

  • 3D 变换:translate3d、translateZ

  • will-change

  • video、iframe 标签

  • 通过动画实现的 opacity 动画转换

  • position: fixed

    3.3 重绘(Repaint)和回流(Reflow)

重绘和回流是渲染步骤中的一小节,但是这两个步骤对于性能影响很大

  • 重绘是当节点需要更改外观而不会影响布局的,比如改变 color 就叫称为重绘
  • 回流是布局或者几何属性需要改变就称为回流。

回流必定会发生重绘,重绘不一定会引发回流。回流所需的成本比重绘高的多,改变深层次的节点很可能导致父节点的一系列回流