剖析浏览器的渲染流程：洞悉网络世界的渲染机制（上）
2024-01-25 08:30:13
从获取资源到页面呈现，浏览器渲染是一个复杂且微妙的过程。了解浏览器如何将HTML、CSS和JavaScript等资源转化为用户所见的页面，可以帮助您理解和优化网络应用程序的性能。本文将详细分析浏览器的渲染流程，帮助您理解这一重要过程。
浏览器渲染流程大致可分为四个阶段：
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构建DOM树：浏览器首先将HTML文档解析成一个DOM树，DOM树是一个表示文档结构的树状结构。每个节点代表文档中的一个元素，节点之间的关系由树状结构来表示。
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计算样式：浏览器接着计算每个DOM节点的样式，包括元素的字体、颜色、大小等。样式计算基于CSS规则，CSS规则可以来自外部样式表、嵌入式样式表或内联样式表。
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计算布局：浏览器在计算完样式后，就会计算元素在页面中的布局。布局计算包括计算元素的大小、位置和排列方式。布局计算基于CSS盒模型，CSS盒模型定义了元素在页面中的位置和大小。
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分层：在计算完布局后，浏览器会将页面中的元素划分为不同的图层。图层是页面中的一个单独的渲染区域，它可以提高页面的渲染性能。
这四个阶段构成了浏览器的渲染流程。在本文中，我们将详细分析每个阶段，并探讨如何在实际开发中利用这些知识来优化网络应用程序的性能。
让我们从构建DOM树开始。
- 构建DOM树：
构建DOM树是浏览器渲染流程的第一步。浏览器通过解析HTML文档来构建DOM树。HTML文档中的每个标签都会创建一个DOM节点，节点之间的关系由树状结构来表示。
DOM树是一个重要的数据结构，它不仅用于渲染页面，还用于操作页面。通过DOM树，我们可以获取页面元素的信息，修改页面元素的内容和样式，甚至可以动态创建新的页面元素。
DOM树的构建过程大致如下：
- 浏览器首先获取HTML文档的内容。
- 浏览器解析HTML文档中的每个标签，并创建一个DOM节点来表示该标签。
- 浏览器建立DOM节点之间的关系，形成一个树状结构。
DOM树的构建完成后，浏览器就可以开始计算样式了。
- 计算样式：
计算样式是浏览器渲染流程的第二步。浏览器通过计算每个DOM节点的样式，包括元素的字体、颜色、大小等。样式计算基于CSS规则，CSS规则可以来自外部样式表、嵌入式样式表或内联样式表。
CSS规则是一个声明，它指定了一个元素的样式属性和值。例如，以下CSS规则指定了一个元素的字体大小为12px：
font-size: 12px;
浏览器在计算样式时，会遍历DOM树，并为每个DOM节点计算其样式。样式计算的过程大致如下：
- 浏览器首先获取DOM节点的CSS规则。
- 浏览器解析CSS规则，并提取出样式属性和值。
- 浏览器将样式属性和值应用到DOM节点上。
样式计算完成后，浏览器就可以开始计算布局了。
- 计算布局：
计算布局是浏览器渲染流程的第三步。浏览器在计算完样式后，就会计算元素在页面中的布局。布局计算包括计算元素的大小、位置和排列方式。布局计算基于CSS盒模型，CSS盒模型定义了元素在页面中的位置和大小。
CSS盒模型将元素分为四个部分：
- 内容框：内容框包含元素的内容，例如文本和图像。
- 内边距：内边距是内容框和元素边框之间的空间。
- 边框：边框是元素的边框。
- 外边距：外边距是元素边框和相邻元素之间的空间。
浏览器在计算布局时，会遍历DOM树，并为每个DOM节点计算其布局。布局计算的过程大致如下：
- 浏览器首先获取DOM节点的样式。
- 浏览器根据CSS盒模型计算元素的大小和位置。
- 浏览器将元素添加到布局树中。
布局树是一个表示页面元素布局的树状结构。每个节点代表页面中的一个元素，节点之间的关系由树状结构来表示。
布局树的构建完成后，浏览器就可以开始分层了。
- 分层：
分层是浏览器渲染流程的第四步。浏览器在计算完布局后，会将页面中的元素划分为不同的图层。图层是页面中的一个单独的渲染区域，它可以提高页面的渲染性能。
浏览器将元素划分为图层的原因有以下几个：
- 减少重绘：当页面中的元素发生变化时，浏览器只需要重绘受影响的图层，而不需要重绘整个页面。
- 提高滚动性能：当页面滚动时，浏览器只需要滚动受影响的图层，而不需要滚动整个页面。
- 支持硬件加速：浏览器可以将图层交给显卡来渲染，从而提高渲染性能。
浏览器在分层时，会遍历布局树，并为每个DOM节点分配一个图层。图层的分配过程大致如下：
- 浏览器首先获取DOM节点的样式。
- 浏览器根据CSS属性来确定是否需要为DOM节点创建一个单独的图层。
- 浏览器将DOM节点添加到图层树中。
图层树是一个表示页面元素分层的树状结构。每个节点代表页面中的一个图层，节点之间的关系由树状结构来表示。
图层树的构建完成后，浏览器就可以开始渲染页面了。渲染过程是将图层中的内容绘制到屏幕上。渲染过程大致如下：
- 浏览器首先获取图层的内容。
- 浏览器将图层的内容绘制到屏幕上。
- 浏览器重复上述步骤，直到所有的图层都绘制到屏幕上。
渲染过程完成后，页面就会呈现给用户。
