浅析前端页面渲染机制

http://blog.codingplayboy.com/2017/03/29/webpage_render/
渲染机制

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浏览器基本结构

1.用户界面

2.浏览器引擎:负责控制和管理下一级的渲染引擎

3.渲染引擎:负责解析用户请求的内容(如html或xml,渲染引擎会解析html或xml,以及相关的css,然后返回解析后的内容)

4.网络:负责处理网络的相关事务,如http请求等

5.ui后端:负责绘制提示框等浏览器组件,其底层使用的是操作系统的用户接口;

6.JavaScript解释器(JavaScript interpreter):负责解析和执行JavaScript代码;

7.数据存储(Data storage):负责持久存储诸如cookie和缓存等应用数据。


重绘、回流

回流:当渲染树中的一部分(或全部)因为元素的规模尺寸,布局,隐藏等改变而需要重新构建。这就称为回流。比如上面的img文件加载完成后就会引起回流,每个页面至少需要一次回流,就是在页面第一次加载的时候。

重绘:当渲染树中的一些元素需要更新属性,而这些属性只是影响元素的外观,风格,而不会影响布局的,比如background-color。则就叫称为重绘。

会引起重绘和回流的操作

添加、删除元素(回流+重绘)

隐藏元素,display:none(回流+重绘),visibility:hidden(只重绘,不回流)

移动元素,比如改变top,left,transform的值,或者移动元素到另外一个父元素中。(重绘+回流)

对style的操作(对不同的属性操作,影响不一样)

还有一种是用户的操作,比如改变浏览器大小,改变浏览器的字体大小等(回流+重绘)

4、本地存储

本地存储最原始的方式就是 cookie,cookie 是存放在本地浏览器的一段文本,数据以键值对的形式保存,可以设置过期时间。 但是 cookie 不适合大量数据的存储,因为每请求一次页面,cookie 都会发送给服务器,这使得 cookie 速度很慢而且效率也不高。因此cookie的大小被限制为4k左右(不同浏览器可能不同,分HOST),如下所示:

Firefox和Safari允许cookie多达4097个字节,包括名(name)、值(value)和等号。

Opera允许cookie多达4096个字节,包括:名(name)、值(value)和等号。

Internet Explorer允许cookie多达4095个字节,包括:名(name)、值(value)和等号。

在所有浏览器中,任何cookie大小超过限制都被忽略,且永远不会被设置。

html5提供了两种在客户端存储数据的新方法:localStorage 和 sessionStorage, 它们都是以key/value 的形式来存储数据,前者是永久存储,后者的存储期限仅限于浏览器会话(session),即当浏览器窗口关闭后,sessionStorage中的数据被清除。

localStorage的存储空间大约5M左右(不同浏览器可能不同,分 HOST),这个相当于一个5M大小的前端页面的数据库,相比于cookie可以节约带宽,但localStorage在浏览器隐私模式下是不可读取的,当存储数据超过了localStorage的存储空间后会抛出异常。

此外,H5还提供了逆天的websql和indexedDB,允许前端以关系型数据库的方式来存储本地数据,相对来说,这个功能目前应用的场景比较少,此处不作介绍。

5、浏览器缓存机制

浏览器缓存机制是指通过 HTTP 协议头里的 Cache-Control(或 Expires)和 Last-Modified(或 Etag)等字段来控制文件缓存的机制。

Cache-Control 用于控制文件在本地缓存有效时长。最常见的,比如服务器回包:Cache-Control:max-age=600 表示文件在本地应该缓存,且有效时长是600秒(从发出请求算起)。在接下来600秒内,如果有请求这个资源,浏览器不会发出 HTTP 请求,而是直接使用本地缓存的文件。

Last-Modified 是标识文件在服务器上的最新更新时间。下次请求时,如果文件缓存过期,浏览器通过 If-Modified-Since 字段带上这个时间,发送给服务器,由服务器比较时间戳来判断文件是否有修改。如果没有修改,服务器返回304告诉浏览器继续使用缓存;如果有修改,则返回200,同时返回最新的文件。

Cache-Control 通常与 Last-Modified 一起使用。一个用于控制缓存有效时间,一个在缓存失效后,向服务查询是否有更新。

Cache-Control 还有一个同功能的字段:Expires。Expires 的值一个绝对的时间点,如:Expires: Thu, 10 Nov 2015 08:45:11 GMT,表示在这个时间点之前,缓存都是有效的。

Expires 是 HTTP1.0 标准中的字段,Cache-Control 是 HTTP1.1 标准中新加的字段,功能一样,都是控制缓存的有效时间。当这两个字段同时出现时,Cache-Control 是高优化级的。

Etag 也是和 Last-Modified 一样,对文件进行标识的字段。不同的是,Etag 的取值是一个对文件进行标识的特征字串。在向服务器查询文件是否有更新时,浏览器通过 If-None-Match 字段把特征字串发送给服务器,由服务器和文件最新特征字串进行匹配,来判断文件是否有更新。没有更新回包304,有更新回包200。Etag 和 Last-Modified 可根据需求使用一个或两个同时使用。两个同时使用时,只要满足基中一个条件,就认为文件没有更新。

另外有两种特殊的情况:

手动刷新页面(F5),浏览器会直接认为缓存已经过期(可能缓存还没有过期),在请求中加上字段:Cache-Control:max-age=0,发包向服务器查询是否有文件是否有更新。

强制刷新页面(Ctrl+F5),浏览器会直接忽略本地的缓存(有缓存也会认为本地没有缓存),在请求中加上字段:Cache-Control:no-cache(或 Pragma:no-cache),发包向服务重新拉取文件。

8、Canvas 和 SVG

Canvas 通过Javascript 来绘制 2D 图形。Canvas 是逐像素进行渲染的。在 Canvas 中,一旦图形被绘制完成,它就不会继续得到浏览器的关注。如果其位置发生变化,那么整个场景也需要重新绘制,包括任何或许已被图形覆盖的对象。

SVG 是一种使用 XML 描述 2D 图形的语言。SVG 基于 XML,这意味着 SVG DOM 中的每个元素都是可用的。你可以为某个元素附加 JavaScript 事件处理器。在 SVG 中,每个被绘制的图形均被视为对象。如果 SVG 对象的属性发生变化,那么浏览器能够自动重现图形。

Canvas和SVG相比,canvas更依赖于分辨率,不支持事件处理器,文本渲染能力弱,比较适合密集型游戏,其中的许多对象会被频繁绘制,而svg则比较适用于类似谷歌地图带有大型渲染区域的应用程序。

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