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# 浏览器是如何渲染页面的？

当浏览器的网络线程收到 HTML 文档后，会产生一个渲染任务，并将其传递给渲染主线程的消息队列。

在事件循环机制的作用下，渲染主线程取出消息队列中的渲染任务，开启渲染流程。 图片

整个渲染流程分为多个阶段，分别是： HTML 解析、样式计算、布局、分层、绘制、分块、光栅化、画

每个阶段都有明确的输入输出，上一个阶段的输出会成为下一个阶段的输入。

这样，整个渲染流程就形成了一套组织严密的生产流水线。 图片

# 第一步： 解析 HTML

解析过程中遇到 CSS 解析 CSS，遇到 JS 执行 JS。为了提高解析效率，浏览器在开始解析前，会启动一个预解析的线程，率先下载 HTML 中的外部 CSS 文件和 外部的 JS 文件。

如果主线程解析到link位置，此时外部的 CSS 文件还没有下载解析好，主线程不会等待，继续解析后续的 HTML。这是因为下载和解析 CSS 的工作是在预解析线程中进行的。这就是 CSS 不会阻塞 HTML 解析的根本原因。

如果主线程解析到script位置，会停止解析 HTML，转而等待 JS 文件下载好，并将全局代码解析执行完成后，才能继续解析 HTML。这是因为 JS 代码的执行过程可能会修改当前的 DOM 树，所以 DOM 树的生成必须暂停。这就是 JS 会阻塞 HTML 解析的根本原因。

第一步完成后，会得到 DOM 树和 CSSOM 树，浏览器的默认样式、内部样式、外部样式、行内样式均会包含在 CSSOM 树中。

# 第二步：样式计算, 构建渲染树（Render Tree）

主线程会遍历得到的 DOM 树，依次为树中的每个节点计算出它最终的样式，称之为 Computed Style。

在这一过程中，很多预设值会变成绝对值，比如red会变成rgb(255,0,0)；相对单位会变成绝对单位，比如em会变成px

这一步完成后，会得到一棵带有样式的 DOM 树，也称为渲染树(Render Tree)。

需要注意：

  • Render Tree 和 DOM Tree 不完全对应
  • display: none的元素不在 Render Tree 中
  • visibility: hidden的元素在 Render Tree 中

# 第三步：布局（Layout）

布局是确定呈现树中所有节点的尺寸和位置，以及确定页面上每个对象的大小和位置的过程。

布局是在渲染树上运行布局以计算每个节点的几何信息，例如节点的宽高、相对包含块的位置。

第一次确定每个节点的大小和位置称为布局
随后对节点大小和位置的重新计算称为重排

# 第四步：分层（Layer）

主线程会使用一套复杂的策略对整个布局树中进行分层。

分层的好处在于，将来某一个层改变后，仅会对该层进行后续处理，从而提升效率。

滚动条、堆叠上下文、transform、opacity 等样式都会或多或少的影响分层结果，也可以通过will-change属性更大程度的影响分层结果。

# 第五步：绘制（Paint）

主线程会为每个层单独产生绘制指令集，用于描述这一层的内容该如何画出来。

完成绘制后，主线程将每个图层的绘制信息提交给合成线程，剩余工作将由合成线程完成。

# 第六步： 分块 (Tiling)

合成线程首先对每个图层进行分块，将其划分为更多的小区域。

它会从线程池中拿取多个线程来完成分块工作。

# 第七步： 光栅化（Raster）

分块完成后，进入光栅化阶段。

合成线程会将块信息交给 GPU 进程，以极高的速度完成光栅化。

GPU 进程会开启多个线程来完成光栅化，并且优先处理靠近视口区域的块。

光栅化的结果，就是一块一块的位图

# 第八步： 画 （Draw）

最后一个阶段就是画了

合成线程拿到每个层、每个块的位图后，生成一个个「指引（quad）」信息。

指引会标识出每个位图应该画到屏幕的哪个位置，以及会考虑到旋转、缩放等变形。

变形发生在合成线程，与渲染主线程无关，这就是transform效率高的本质原因。

合成线程会把 quad 提交给 GPU 进程，由 GPU 进程产生系统调用，提交给 GPU 硬件，完成最终的屏幕成像。

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# 什么是 reflow（回流）？

reflow 的本质就是重新计算 layout 树。

当进行了会影响布局树的操作后，需要重新计算布局树，会引发 layout。

为了避免连续的多次操作导致布局树反复计算，浏览器会合并这些操作，当 JS 代码全部完成后再进行统一计算。所以，改动属性造成的 reflow 是异步完成的。

也同样因为如此，当 JS 获取布局属性时，就可能造成无法获取到最新的布局信息。

浏览器在反复权衡下，最终决定获取属性立即 reflow。

常见的读取会导致回流的数下

  1. 尺寸属性 offsetWidth 和 offsetHeight：包括边框、内边距和滚动条。 clientWidth 和 clientHeight：包括内边距，但不包括边框和滚动条。 scrollWidth 和 scrollHeight：表示元素内容的宽度和高度，包括溢出部分。
  2. 位置属性 offsetTop 和 offsetLeft：元素相对于其包含块的顶部和左侧的距离。 getBoundingClientRect()：返回元素的大小及其相对于视口的位置。

# 什么是 repaint（重绘）？

repaint 的本质就是重新根据分层信息计算了绘制指令。

当改动了可见样式后，就需要重新计算，会引发 repaint。

由于元素的布局信息也属于可见样式，所以 reflow 一定会引起 repaint。

绘制的过程是靠 GPU 完成的，速度非常快，因此，相对于导致 reflow 的代码，仅会导致 repaint 的代码效率会高出很多

凡是不会影响盒子排列，仅影响盒子外观的代码都不会导致 reflow，仅导致 repaint，例如：

  • 改变背景颜色
  • 改变字体颜色
  • 圆角边框
  • 背景图
  • ......

# 为什么 transform 的效率高？

因为 transform 既不会影响布局也不会影响绘制指令，它影响的只是渲染流程的最后一个「draw」阶段

由于 draw 阶段在合成线程中，所以 transform 的变化几乎不会影响渲染主线程。反之，渲染主线程无论如何忙碌，也不会影响 transform 的变化。

# 为什么要将 CSS 写到页面的开头，而 JS 写到页面的最后？

# 将 CSS 放在页面开头的原因
  • 优先加载样式：浏览器在解析 HTML 时，会尽快加载和应用 CSS，以便在文档渲染时能够展示出正确的样式。将 CSS 放在 <head> 中可以确保在页面内容渲染之前加载样式，避免出现“闪烁”的现象。
  • 减少重排：如果 CSS 被放在页面底部，浏览器在加载并解析 HTML 内容后才会发现样式，这可能导致页面在加载过程中多次重排（reflow），影响性能。
  • 提高用户体验：用户在访问网页时，希望尽快看到页面的完整样式，提前加载 CSS 可以提供更好的视觉体验，减少用户等待的时间。
# 将 JavaScript 放在页面最后的原因：
  • 不阻塞渲染：JavaScript 通常会阻塞 HTML 的解析，直到脚本加载并执行完毕。如果将 JS 放在 <head> 中，浏览器会在加载 JS 时停止渲染其他内容，这会导致页面加载变慢。
  • 提高初始加载速度: 将 JS 放在页面底部可以让浏览器首先渲染页面的内容，让用户更快看到可视部分，从而提高网站的初始加载速度。
  • 确保 DOM 可用：当 JS 在页面底部时，确保页面的 DOM 元素已经加载完毕，脚本可以安全地操作 DOM，这样可以避免使用 DOMContentLoaded 事件监听器或其他检查。

将 CSS 写到页面开头，是为了让浏览器尽快读取并解析样式，避免给用户看到丑陋的页面，也是为了避免页面闪烁 将 JS 代码写到最后，是为了让浏览器尽快呈现页面给用户，然后再执行 JS 完成交互功

# 什么时候可以获取 dom

当 DOM 树完全生成好后，会触发DOMContentLoaded事件

document.addEventListener("DOMContentLoaded", function () {
  console.log("DOM树已全部生成完毕");
});
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当页面中的所有外部资源全部加载完毕后，会触发load事件

window.onload = function () {
  console.log("所有资源已加载完成");
};
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load事件也可以针对单个外部资源使用，资源加载完成后触发

# 资源提示符

# async、defer

async、defer用与<script>标签，用于更加智慧的加载 js

  • async 这个属性告诉浏览器，脚本可以异步加载，也就是说，它不会阻塞 HTML 的解析过程。一旦脚本加载完成，它就会立即执行，但这时可能会短暂地阻塞 HTML 的解析。适合那些不依赖其他脚本或 DOM 的元素，且希望尽快执行的脚本。

    <script async src="demo/script.js"></script>
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  • defer 与 async 不同，defer 属性也会让脚本异步加载，但它会等到整个 HTML 文档解析完成后，再按照脚本在文档中出现的顺序依次执行。这对于那些依赖 DOM 或其他脚本的脚本来说，是个不错的选择。

<script defer src="demo/script.js"></script>
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# preload、prefetch

preload、prefetch用于任何资源，页面中其他类型的资源，如样式表、图片、字体等。preload、prefetch帮助我们更高效地预加载这些资源

  • preload 这个属性告诉浏览器，某个资源是页面加载过程中必需的，因此应该尽快加载并缓存起来。但它并不会执行这个资源，只是将其准备好，以便后续使用。这对于提升页面加载速度，减少等待时间非常有帮助。
<link rel="preload" href="path/demo/resource.css" as="style" />
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  • prefetch 与 preload 相比，prefetch 的优先级较低。它告诉浏览器，在某个资源可能在未来的页面导航中用到，因此可以在空闲时间预先加载并缓存起来。这对于提升后续页面加载速度，减少用户等待时间非常有帮助。
<link rel="prefetch" href="path/demo/resource.js" />
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# 链接

MDN-渲染页面：浏览器的工作原理 (opens new window)
Google 性能测试 demodi 地址 (opens new window)

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