【干货】十分钟读懂浏览器渲染流程

2021-12-30 04:37:45

在之前写过的一篇《"天龙八步"细说浏览器输入URL后发生了什么》一文中，和大家分享了从在浏览器中输入网址URL到最终页面展示的整个过程。部分读者向我反馈对于最后的浏览器渲染布局这块不是很清晰，所以本文就浏览器渲染流程单独开篇讲解，希望大家都能有新的收获。

浏览器主要组件结构

（浏览器主要组件）

渲染引擎——webkit和Gecko

Firefox使用Geoko——Mozilla自主研发的渲染引擎。

Safari和Chrome都使用webkit。Webkit是一款开源渲染引擎，它本来是为linux平台研发的，后来由Apple移植到Mac及Windows上。

本文我主要以webkit渲染引擎来讲解，尽管webkit和Gecko使用的术语稍有不同，他们的主要流程基本相同。

（webkit渲染引擎流程）

关键渲染路径

关键渲染路径是指浏览器从最初接收请求来的HTML、CSS、javascript等资源，然后解析、构建树、渲染布局、绘制，最后呈现给客户能看到的界面这整个过程。

所以浏览器的渲染过程主要包括以下几步：

解析HTML生成DOM树。
解析CSS生成CSSOM规则树。
将DOM树与CSSOM规则树合并在一起生成渲染树。
遍历渲染树开始布局，计算每个节点的位置大小信息。
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。
replaint：屏幕的一部分重画，不影响整体布局，比如某个CSS的背景色变了，但元素的几何尺寸和位置不变。
reflow：意味着元件的几何尺寸变了，我们需要重新验证并计算渲染树。是渲染树的一部分或全部发生了变化。这就是Reflow，或是Layout。
所以我们应该尽量减少reflow和replaint，我想这也是为什么现在很少有用table布局的原因之一。

display:none 会触发 reflow，visibility: hidden属性并不算是不可见属性，它的语义是隐藏元素，但元素仍然占据着布局空间，它会被渲染成一个空框，所以visibility:hidden 只会触发 repaint，因为没有发生位置变化。

有些情况下，比如修改了元素的样式，浏览器并不会立刻 reflow 或 repaint 一次，而是会把这样的操作积攒一批，然后做一次 reflow，这又叫异步 reflow 或增量异步 reflow。

有些情况下，比如 resize 窗口，改变了页面默认的字体等。对于这些操作，浏览器会马上进行 reflow。