浏览器渲染过程
发布日期:2021-11-21 16:35:51 浏览次数:8 分类:技术文章

本文共 2481 字,大约阅读时间需要 8 分钟。

(1)解析HTML生成DOM树。

(2)解析CSS生成CSSOM规则树。
(3)将DOM树与CSSOM规则树合并在一起生成渲染树。
(4)遍历渲染树开始布局,计算每个节点的位置大小信息。
(5)将渲染树每个节点绘制到屏幕。

构建DOM树

当浏览器接收到服务器响应来的HTML文档后,会遍历文档节点,生成DOM树。
需要注意的是,DOM树的生成过程中可能会被CSS和JS的加载执行阻塞。渲染阻塞问题下文会讲。

构建CSSOM规则树

浏览器解析CSS文件并生成CSS规则树,每个CSS文件都被分析成一个StyleSheet对象,每个对象都包含CSS规则。CSS规则对象包含对应于CSS语法的选择器和声明对象以及其他对象。

渲染阻塞

当浏览器遇到一个 script 标记时,DOM 构建将暂停,直至脚本完成执行,然后继续构建DOM。每次去执行JavaScript脚本都会严重地阻塞DOM树的构建,如果JavaScript脚本还操作了CSSOM,而正好这个CSSOM还没有下载和构建,浏览器甚至会延迟脚本执行和构建DOM,直至完成其CSSOM的下载和构建。
所以,script 标签的位置很重要。实际使用时,可以遵循下面两个原则:
CSS 优先:引入顺序上,CSS 资源先于 JavaScript 资源。
JS置后:我们通常把JS代码放到页面底部,且JavaScript 应尽量少影响 DOM 的构建。

当解析html的时候,会把新来的元素插入dom树里面,同时去查找css,然后把对应的样式规则应用到元素上,查找样式表是按照从右到左的顺序去匹配的。

例如: div p {font-size: 16px},会先寻找所有p标签并判断它的父标签是否为div之后才会决定要不要采用这个样式进行渲染)。
所以,我们平时写CSS时,尽量用id和class,千万不要过渡层叠。

构建渲染树

通过DOM树和CSS规则树我们便可以构建渲染树。浏览器会先从DOM树的根节点开始遍历每个可见节点。对每个可见节点,找到其适配的CSS样式规则并应用。
渲染树构建完成后,每个节点都是可见节点并且都含有其内容和对应规则的样式。这也是渲染树与DOM树的最大区别所在。渲染树是用于显示,那些不可见的元素当然就不会在这棵树中出现了,譬如。除此之外,display等于none的也不会被显示在这棵树里头,但是visibility等于hidden的元素是会显示在这棵树里头的。

渲染树布局

布局阶段会从渲染树的根节点开始遍历,然后确定每个节点对象在页面上的确切大小与位置,布局阶段的输出是一个盒子模型,它会精确地捕获每个元素在屏幕内的确切位置与大小。

渲染树绘制

在绘制阶段,遍历渲染树,调用渲染器的paint()方法在屏幕上显示其内容。渲染树的绘制工作是由浏览器的UI后端组件完成的。

reflow与repaint:

根据渲染树布局,计算CSS样式,即每个节点在页面中的大小和位置等几何信息。HTML默认是流式布局的,CSS和js会打破这种布局,改变DOM的外观样式以及大小和位置。这时就要提到两个重要概念:replaint和reflow。

回流:

触发条件:当对 DOM 结构的修改引发 DOM 几何尺寸变化的时候,会发生回流的过程。
回流过程:由于DOM的结构发生了改变,所以需要从生成DOM这一步开始,重新经过样式计算、生成布局树、建立图层树、再到生成绘制列表以及之后的显示器显示这整一个渲染过程走一遍,开销是非常大的。
例如以下操作会触发回流:
(1)一个 DOM 元素的几何属性变化,常见的几何属性有width、height、padding、margin、left、top、border 等等, 这个很好理解。
(2)使 DOM 节点发生增减或者移动。
(3)读写 offset族、scroll族和client族属性的时候,浏览器为了获取这些值,需要进行回流操作。
(4)调用 window.getComputedStyle 方法。

重绘:

触发条件:当 DOM 的修改导致了样式的变化,并且没有影响几何属性的时候,会导致重绘(repaint)。
重绘过程:由于没有导致 DOM 几何属性的变化,因此元素的位置信息不需要更新,所以当发生重绘的时候,会跳过生成布局树和建立图层树的阶段,直接到生成绘制列表,然后继续进行分块、生成位图等后面一系列操作。

如何避免触发回流和重绘:

(1)避免频繁使用 style,而是采用修改class的方式。
(2)将动画效果应用到position属性为absolute或fixed的元素上。
(3)也可以先为元素设置display: none,操作结束后再把它显示出来。因为在display属性为none的元素上进行的DOM操作不会引发回流和重绘
(4)使用createDocumentFragment进行批量的 DOM 操作。
(5)对于 resize、scroll 等进行防抖/节流处理。
(6)避免频繁读取会引发回流/重绘的属性,如果确实需要多次使用,就用一个变量缓存起来。
(7)利用 CSS3 的transform、opacity、filter这些属性可以实现合成的效果,也就是GPU加速。添加 will-change: tranform ,让渲染引擎为其单独实现一个图层,当这些变换发生时,仅仅只是利用合成线程去处理这些变换,而不牵扯到主线程,大大提高渲染效率。当然这个变化不限于tranform, 任何可以实现合成效果的 CSS 属性都能用will-change来声明。

重绘不一定导致回流,但回流一定发生了重绘。

GPU加速的原因

在合成的情况下,会直接跳过布局和绘制流程,直接进入非主线程处理的部分,即直接交给合成线程处理。交给它处理有两大好处:
能够充分发挥GPU的优势。合成线程生成位图的过程中会调用线程池,并在其中使用GPU进行加速生成,而GPU 是擅长处理位图数据的。
没有占用主线程的资源,即使主线程卡住了,效果依然能够流畅地展示。

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