浏览器渣染原理

html字符串->煊染->像素信息
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面试题:浏览器是如何染页面的?

渣染流水线

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当浏览器的网络线程收到HTML文档后,会产生一个染任务,并将其传递给染主线程的消息队列。
在事件循环机制的作用下,染主线程取出消息队列中的染任务,开启染流程。

整个渣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,整个染流程就形成了一套组织严密的生产流水线。

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1解析

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渣染的第一步是解析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。

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解析遇到CSS怎么办

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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。

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解析遇到Script怎么办

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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。

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这里渲染遇到JS是不行的,必须等待CSS下载完成过后,然后把代码放到主线程启动V8引擎去运行JS,运行后才能继续解析HTML

这样的原因是因为JS代码里边有可能会改动当前的DOM,他有可能会把这个解析出来的DOM改动了,DOM不是解析完才生成的,是一边解析一边生成

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第一步完成后,会得到DOM树和CSS OM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CSS OM树中。

2样式计算

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到了这一步 就和 css属性值的计算过程 有关系了,样式计算就发生在这一步

CSS中有两块很重要的知识: 其一就是 《css属性值的计算过程》

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包含 
“层叠”
“权重” 这是老的叫法,它现在应该叫做 “比较重要性,比较特殊性,比较原次序”
"继承"

其二是 《视觉格式化模型》

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“盒模型”
“包含块”
“流式布局”
“流式布局”
“浮动布局”
包含BFC
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渣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。

计算完后会得到一个最终样式 也就是 计算后的样式 叫 Computed Style

计算完后的就是最终样式 就是 就是它所有的CSS属性必须要全部有值

3布局

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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。

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就是根据DOM树根据它的样式算出每个节点的尺寸和位置

页面上它们元素之间的位置和尺寸是相互影响的,一个元素的位置和尺寸变了,它可能会导致整个布局就产生变化

它的位置相对的是 包含块,
简单来说就是一个元素的活动区域

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有些隐藏的元素是没有几何信息的,他不会生成在布局树里边

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比方有一个元素,它涉及到为元素选择器 ::before 他设置了before过后 , 这个玩意儿在DOM树里边是不存在的 , 但是在布局数里边是存在的

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b是个内容 有一句话 :

一些术语什么 行级元素,块级元素都是淘汰掉的,W3C官方都不用了,都是10多年前的,叫什么元素一般是HTML用的叫法,这是CSS阿所以叫 行盒,块盒

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《内容必须在行盒中》,文本内容必须放到行盒里面,
如果文本元素出现在块盒里面,布局树会自动在文本的前面或者说是上级节点,加上一行盒,叫做匿名行盒,这个是在调试工具中是看不到的

另外方面这个上图的b是个文本,他应该是行盒,所以不能和块盒相邻的,所以上图b上级节点是给它包的一个匿名块盒,匿名块盒中又包了一个匿名行盒之后才是文本b,上图将其行盒省略以简化图画

《行盒和块盒不能相邻》

总之的意思就是有很多种情况会导致DOM树和layout就是布局数它不对应

布局对于JS而言虽然不能获取布局树里的对象,但是它可以间接的获取一些信息

4分层

下一步是分层

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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。

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跟堆叠上下文有关的属性就会影响到分层结果

5绘制

这里的绘制,是为每一层生成如何绘制的指令

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再下一步是绘制
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。

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6分块

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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。

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7光栅化

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分块完成后,进入光栅化阶段。

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,位图就是包含每个像素点的信息了

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光栅化是在GPU里面做的

8画

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最后一个阶段就是画了

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,为什么说transform效率高因为它与渲染主线程无关,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

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常见面试题:什么是reflow?

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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re flow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。

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常见面试题:什么是是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。

常见面试题:为什么transform的效率高?

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染主线程。反之,染主线程无论如何忙碌,也不会影响transform的变化。