【JavaScript高级】浏览器原理：渲染引擎解析页面步骤、回流和重绘、composite合成、defer与async

渲染引擎解析页面的步骤

我们常说的浏览器内核指的是浏览器的排版引擎，也称为浏览器引擎、页面渲染引擎，或样板引擎。一个网页下载下来后，就是由渲染引擎来帮助我们解析的。

解析过程如下：

解析1：HTML解析过程

默认情况下服务器会给浏览器返回index.html文件，所以解析HTML是所有步骤的开始。

解析HTML会构建DOM Tree：

解析2：生成CSS规则

• 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
• 注意：下载CSS文件是不会影响DOM的解析的
• 浏览器下载完CSS文件后，就会对CSS文件进行解析，解析出对应的规则树
• 我们可以称之为 CSSOM（CSS Object Model，CSS对象模型）

解析3：构建Render Tree（渲染树）

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

注意：

• 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：可以理解为link元素对应css的下载，DOM Tree的构建不需要css，但Render Tree需要
• Render Tree和DOM Tree并不是一一对应的关系：如display为none的元素，不需要被渲染

解析4：布局layout和绘制Paint

布局layout：

• 渲染树会表示要显示的节点及其样式，但不表示节点的尺寸、位置等信息，这些信息由布局呈现

绘制Paint：

• 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；

回流和重绘

回流

• 第一次确定节点的大小和位置，称之为布局
• 之后对节点的大小、位置修改重新计算称之为回流（即布局之后再次计算布局）

如何引起回流：

1. DOM结构发生改变：添加或者移除节点
2. 改变了布局
3. 窗口resize
4. 调用getComputedStyle方法获取尺寸、位置信息（有的浏览器在这里不会回流）

举个例子，有个box盒子很小，点了按钮后会变大，这样整个布局就会变化——这就是回流。

重绘

• 第一次渲染内容称之为绘制
• 之后重新渲染称之为重绘

如何引起重绘：修改背景色、文字颜色、边框颜色、样式等。

注意

• 回流一定会引起重绘，所以回流是一件很消耗性能的事情
• 开发中要尽量避免发生回流，方法如下：
• 修改样式时尽量一次性修改：如通过cssText修改，通过添加class修改
• 避免频繁的操作DOM：可以在一个DocumentFragment或者父元素中将要操作的DOM操作完成，再一次性的操作
• 避免通过getComputedStyle获取尺寸、位置等信息
• 某些元素使用position的absolute或者fixed：会引起回流，而是开销较小，不会对其他元素造成影响（因为脱标了）

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图层中。这是浏览器的一种优化手段。

默认情况下，标准流中的内容都是被绘制在同一个图层（Layer）中的；
而一些特殊的属性，会创建一个新的合成层（CompositingLayer），并且新的图层可以利用GPU来加速绘制。因为每个合成层的都是单独渲染的。

可以形成新的合成层的常见属性（了解）：

• 3D transform
• video、canvas、iframe
• opacity 动画转换时
• position：fixed
• will-change：一个实验性的属性，提前告诉浏览器元素可能发生哪些变化
• animation或者transition 设置了opacity、transform

分层确实可以提高性能，但是它以内存管理为代价，因此不应作为web优化性能优势策略的一部分过度使用。

script元素和页面解析的关系

• 浏览器在解析HTML时，遇到script元素是不能继续构建DOM树的；
• 它会停止继续构建，先下载JavaScript代码，并执行JavaScript的脚本，等到JavaScript脚本执行结束后，才会继续解析HTML，构建DOM树；

原因：

• JavaScript的作用之一是操作并修改DOM，若等到DOM树构建完成并且渲染再执行JavaScript，会造成严重的回流和重绘，影响页面的性能

这会带来新的问题：

• 如今开发模式中（比如Vue、React），脚本往往比HTML页面更“重”，处理时间需要更长
• 会造成页面的解析阻塞，在脚本下载、执行完成之前，用户在界面上什么都看不到；

因此，我们为了解决这个问题，script元素给我们提供了两个属性（attribute）：defer和async。

defer

作用：告诉浏览器不要等待脚本下载，而继续解析HTML，构建DOM Tree。

• 脚本由浏览器下载，不会阻塞DOM Tree的构建过程
• 如果脚本提前下载了，它会等待DOM Tree构建完成，在DOMContentLoaded事件之前先执行defer中的代码
• 即：DOM Tree构建完成——执行defer中的代码——发生DOMContentLoaded事件
• 多个带defer的脚本保持正确的顺序执行的（先执行第一个defer，执行第二个defer）
• 从某种角度来说，defer可以提高页面的性能，推荐放到head元素中（提前让浏览器去下载）
• defer 仅适用于外部脚本 ，对于script默认内容会被忽略

即，不要这样加：

<srcipt defer>
....
srcipt>

async

async是让一个脚本完全独立的：

• 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不能保证在DOMContentLoaded之前或者之后执行

defer与async

• defer通常用于需要在文档解析后操作DOM的JavaScript代码，并且对多个script文件有顺序要求的
• async通常用于独立的脚本，对其他脚本，甚至DOM没有依赖的

参考

coderwhy的课
浏览器页面渲染过程
浏览器渲染原理
JavaScript高级 | 浏览器渲染过程