浏览器工作流程『从输入 URL 到页面展示』

学习笔记

用户输入

1. 用户在地址栏按下回车，检查输入（关键字 or 符合 URL 规则），组装完整 URL；
2. 回车前，当前页面执行 onbeforeunload 事件；
3. 浏览器进入加载状态。

URL 请求

1. 浏览器进程通过 IPC 把 URL 请求发送至网络进程；
2. 查找资源缓存（有效期内）；
3. DNS 解析（查询 DNS 缓存）；
4. 进入 TCP 队列（单个域名 TCP 连接数量限制）；
5. 创建 TCP 连接（三次握手）；
6. HTTPS 建立 TLS 连接（client hello, server hello, pre-master key 生成『对话密钥』）；
7. 发送 HTTP 请求（请求行[方法、URL、协议]、请求头 Cookie 等、请求体 POST）；
8. 接受请求（响应行[协议、状态码、状态消息]、响应头、响应体等）；
   • 状态码 301 / 302，根据响应头中的 Location 重定向；
   • 状态码 200，根据响应头中的 Content-Type 决定如何响应（下载文件、加载资源、渲染 HTML）。

准备渲染进程

1. 根据是否同一站点（相同的协议和根域名），决定是否复用渲染进程。

提交文档

1. 浏览器进程接受到网路进程的响应头数据，向渲染进程发送『提交文档』消息；
2. 渲染进程收到『提交文档』消息后，与网络进程建立传输数据『管道』；
3. 传输完成后，渲染进程返回『确认提交』消息给浏览器进程；
4. 浏览器接受『确认提交』消息后，移除旧文档、更新界面、地址栏，导航历史状态等；
5. 此时标识浏览器加载状态的小圆圈，从此前 URL 网络请求时的逆时针选择，即将变成顺时针旋转（进入渲染阶段）。

渲染

渲染流水线

构建 DOM 树

1. 输入：HTML 文档；
2. 处理：HTML 解析器解析；
3. 输出：DOM 数据解构。

样式计算

1. 输入：CSS 文本；
2. 处理：属性值标准化，每个节点具体样式（继承、层叠）；
3. 输出：styleSheets(CSSOM)。

布局(DOM 树中元素的计划位置)

1. DOM & CSSOM 合并成渲染树；
2. 布局树（DOM 树中的可见元素）；
3. 布局计算。

分层

1. 特定节点生成专用图层，生成一棵图层树（层叠上下文、Clip，类似 PhotoShop 里的图层）；
2. 拥有层叠上下文属性（明确定位属性、透明属性、CSS 滤镜、z-index 等）的元素会创建单独图层；
3. 没有图层的 DOM 节点属于父节点图层；
4. 需要剪裁的地方也会创建图层。

绘制指令

1. 输入：图层树；
2. 渲染引擎对图层树中每个图层进行绘制；
3. 拆分成绘制指令，生成绘制列表，提交到合成线程；
4. 输出：绘制列表。

分块

1. 合成线程会将较大、较长的图层（一屏显示不完，大部分不在视口内）划分为图块（tile, 256256, 512512）。

光栅化（栅格化）

1. 在光栅化线程池中，将视口附近的图块优先生成位图（栅格化执行该操作）；
2. 快速栅格化：GPU 加速，生成位图（GPU 进程）。

合成绘制

1. 绘制图块命令——DrawQuad，提交给浏览器进程；
2. 浏览器进程的 viz 组件，根据DrawQuad命令，绘制在屏幕上。

相关概念

重排

1. 更新了元素的几何属性（如宽、高、边距）；
2. 触发重新布局，解析之后的一系列子阶段；
3. 更新完成的渲染流水线，开销最大。

重绘

1. 更新元素的绘制属性（元素的颜色、背景色、边框等）；
2. 布局阶段不会执行（无几何位置变换），直接进入绘制阶段。

合成

1. 直接进入合成阶段（例如CSS 的 transform 动画）；
2. 直接执行合成阶段，开销最小。