冷环渊
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前端资源浏览器渲染原理

浏览器的渲染页面过程

HTML解析过程

一般情况下服务器会给浏览器返回 xx.html 文件 解析html 其实就是 Dom 树的构建过程

我们可以根据以下html 结构 来简单的分析出 html 的解析过程

前端资源浏览器渲染原理_第1张图片

前端资源浏览器渲染原理_第2张图片

解析CSS 规则树

在解析的过程中，如果遇到CSS的link元素，那么会由浏览器负责下载对应的CSS文件：

PS： 这里下载 CSS 是不会影响到 DOM树的解析的

下载完成后 就会对CSS 文件解析出对应的 规则树 ， 案例如下图 ：

body{font-size: 16px}
p{font-weight: bold}
span{color: red}
p span{display:none}
img{float: right}

前端资源浏览器渲染原理_第3张图片

解析步骤 构建 Render Tree

当有了DOM Tree和 CSSOM Tree后，就可以两个结合来构建Render Tree了

前端资源浏览器渲染原理_第4张图片

需要注意的是：

  • link元素不会阻塞DOM Tree的构建过程，但是会阻塞Render Tree的构建过程
  • Render Tree和DOM Tree并不是一一对应的关系，比如对于display为none的元素，压根不会出现在render tree中；

解析步骤 布局和绘制

  • 渲染树（Render Tree）上运行布局（Layout）以计算每个节点的几何体。
    • 渲染树会表示显示哪些节点以及其他样式，但是不表示每个节点的尺寸、位置等信息；
    • 布局是确定呈现树中所有节点的宽度、高度和位置信息；
  • 将每个节点绘制（Paint）到屏幕上
    • 在绘制阶段，浏览器将布局阶段计算的每个frame转为屏幕上实际的像素点；
    • 包括将元素的可见部分进行绘制，比如文本、颜色、边框、阴影、替换元素（比如img）

渲染的流程可以参考下图 ：

前端资源浏览器渲染原理_第5张图片

完成以上五步 成功在浏览器渲染出 对应的 xx.html 文件

回流和重绘

回流（reflow）

reflow ：

  • 我们渲染出来的节点大小位置 也就是布局时第一次渲染出之后就确定的
  • 之后对于节点大小和位置重新计算的行为 叫做回流（reflow）

回流在什么时候会出现 ：

  1. DOM 结构发生变化 （添加 & 移除）
  2. 改变了 CSS 样式代码 也就是布局
  3. 修改了 窗口尺寸
  4. 或者是调用了某些内置函数 获取位置和尺寸信息

重绘 （reprint）

  • 我们渲染的第一次，在之前的流程图中叫做 printing
  • 在之后需要重新渲染的时候 成为重绘

重绘怎么出现 ：

  1. 修改CSS 如 颜色 文字样式

拓展思路

  1. 只要出现回流 就一定会引起重绘 其实看到上述的解释 也很容易就发现 回流也是在出发样式代码或者改变的时候触发
  2. 回流的性能并不好 也很明显 重新渲染整个DOM 很浪费性能

总结

  • 修改样式 尽可能减少回流次数 也就是设计好之后，非必要不去改动样式和DOM的结构
  • 避免频繁使用 JS 去操作DOM
  • 尽可能减少函数获取储存位置的信息

特殊解析 - composite合成

绘制的过程，可以将布局后的元素绘制到多个合成图层中。

会形成新的合成层的属性：

  • 3D transforms
  • video、canvas、iframe
  • opacity 动画转换时
  • position: fixed
  • will-change
  • animation 或 transition 设置了opacity、transform

PS：分层确实可以提高性能，但是它以内存管理为代价，所以不作为性能优化策略来使用

script元素和页面解析的关系

JS 在我们渲染过程中的那一步呢？

  1. 在渲染html的时候 js 没有继续构造DOM的能力
  2. 如果需要需要的部分 会先停止构建，下载js 执行脚本
  3. 把需要构建的东西构建完成后 继续执行构建 DOM

这么做有什么好处？

  1. JS 有操作和修改DOM的作用
  2. 为什么会先去执行js脚本？ 因为之前提到了 回流时很吃性能的所以最好一次性弄好 减少不必要的回流

代码案例

index.html

<script src="./js/test.js">script>

<body>
    <div class="box">div>
body>
<script>
    var boxel = document.getElementsByClassName("box")
    console.log(boxel);
script>

test.js

debugger
console.log("hello")

新的问题：

  • 在现在的开发模式中 大多都是使用vue和React 作为开发框架 JS 的占比往往很大 处理事件也会变长
  • 这也导致了 如果解析阻塞 那么在脚本解析完成之前 可能界面什么都不显示

这里 js 给我们提供了两个属性 来解决这个问题

defer属性

defer 属性告诉浏览器不要等待脚本下载，而继续解析HTML，构建DOM Tree，如果脚本提前下载好就等待加载，等DOM完成 在触发DOMContentLoaded之前执行defer中的代码

PS： defer 按照默认顺序执行 不会影响顺序 且可以操作DOM

<script>
    window.addEventListener("DOMContentLoaded", () => {
        console.log("DOMContentLoaded");
    })
</script>
<script>
    var boxel = document.getElementsByClassName("box")
    console.log(boxel);
</script>
<script defer>
    console.log("defer-demo")
</script>
<script>
    debugger
    console.log("hello")
</script>

建议：

  • 将defer放入head中使用 这个属性的特性放在末尾 就本末倒置了
  • defer 只对外置脚本有效果

async属性

async 特性与 defer 有些类似，它也能够让脚本不阻塞页面。

它的特性：

  • 浏览器不会因 async 脚本而阻塞（与 defer 类似）；
  • async脚本不能保证顺序，它是独立下载、独立运行，不会等待其他脚本
  • async不会能保证在DOMContentLoaded之前或者之后执行
<script>
    window.addEventListener("DOMContentLoaded", () => {
        console.log("DOMContentLoaded");
    })
</script>
<script async>
    console.log("defer-demo")
</script>

总结

  • defer 通常用于文档解析操作DOM且有顺序要求的JS代码
  • async 通常用于独立脚本 可以理解为没有什么依赖的脚本 如果有依赖 那么不保证一定能提前加载到

总结

  1. 首先时了解和认识一些浏览器的内核
  2. 了解从服务器加载 到渲染页面的流程
  3. 细化每一步的大致内容
  4. 发现有问题且探索到问题的一些解决方法

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