浏览器是如何渲染页面的?

对事件循环有疑问的请移步

渲染流程总图

• 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、光棚化、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。

流程1--开启渲染流程

• 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。

流程2--渲染的第一步是解析HTML--Parse 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。

流程2--样式计算 Recalculate Style

• 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,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。

流程3--布局layout

• 布局阶段会依次遍历DOM 树的每一个节点，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。

• 大部分时候，DOM树和布局树并非一 一对应。

  • 比如display:none 的节点没有几何信息，因此不会生成到布局树。
  • 比如使用了伪元素选择器，虽然DOM树中不存在这些伪元素节点，但它们拥有几何信息，所以会生成到布局树中。
  • 还有匿名行盒、匿名块盒等等都会导致DOM树和布局树无法——对应。

流程4--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、opacir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。

流程5--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。

流程6--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。

流程7--光栅化 Raster

• 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。

流程8--画 draw

• 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。

什么是reflow?

• 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。

什么是repaint?

• 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。

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。