浏览器加载解析渲染的过程

Posted 2020-11-21 jiayuexuan

 

为什么要了解浏览器加载、解析、渲染这个过程？                                 

为什么要了解这些呢？如果想写出一个最佳实践的页面，就要好好了解。                                                 

• 了解浏览器如何进行加载，可以在引用外部样式文件，外部js时，将他们放到合适的位置，使浏览器以最快的速度将文件加载完毕。
• 了解浏览器如何进行解析，可以在构建DOM结构，组织css选择器时，选择最优的写法，提高浏览器的解析速率。
• 了解浏览器如何进行渲染，明白渲染的过程，在设置元素属性，编写js文件时，可以减少”reflow“”repaint“的消耗。

一、浏览器的主要功能

　　浏览器的主要功能是将用户选择的web资源呈现出来，它需要从服务器请求资源，并将其显示在浏览器窗口中，资源的格式通常是html，也包括PDF、image及其他格式。用户用URI（Uniform Resource Identifier统一资源标识符）来指定所请求资源的位置，通过DNS查询，将网址转换为IP地址。 

HTML和CSS规范中规定了浏览器解释html文档的方式，由 W3C组织对这些规范进行维护，W3C是负责制定web标准的组织。
　　1、输入网址。 
　　2、浏览器查找域名的IP地址。 
　　3. 浏览器给web服务器发送一个HTTP请求 
　　4. 网站服务的永久重定向响应 
　　5. 浏览器跟踪重定向地址 现在，浏览器知道了要访问的正确地址，所以它会发送另一个获取请求。 
　　6. 服务器“处理”请求，服务器接收到获取请求，然后处理并返回一个响应。 
　　7. 服务器发回一个HTML响应 
　　8. 浏览器开始显示HTML 
　　9. 浏览器发送请求，以获取嵌入在HTML中的对象。在浏览器显示HTML时，它会注意到需要获取其他地址内容的标签。这时，浏览器会发送一个获取请求来重新获得这些文件。这些文件就包括CSS/JS/图片等资源，这些资源的地址都要经历一个和HTML读取类似的过程。所以浏览器会在DNS中查找这些域名，发送请求，重定向等等…

那么，一个页面，究竟是如何从我们输入一个网址到最后完整的呈现在我们面前的呢？还需要了解一下浏览器是如何渲染的：

二、浏览器的主要组件包括

• 用户界面－ 包括地址栏、后退/前进按钮、刷新、书签目录等
• 浏览器引擎－ 用来查询及操作渲染引擎的接口
• 渲染引擎－ 用来显示请求的内容，例如，如果请求内容为html，它负责解析html及css，并将解析后的结果显示出来
• 网络－ 用来完成网络调用，例如http请求，它具有平台无关的接口，可以在不同平台上工作
• UI 后端－ 用来绘制类似组合选择框及对话框等基本组件，具有不特定于某个平台的通用接口，底层使用操作系统的用户接口
• JS解释器－ 用来解释执行JS代码

渲染引擎最主要的用途——显示应用了CSS之后的html及图片

　　渲染引擎的职责就是渲染，即在浏览器窗口中显示所请求的内容。默认情况下，渲染引擎可以显示html、xml文档及图片，它也可以借助插件（一种浏览器扩展）显示其他类型数据，例如使用PDF阅读器插件，可以显示PDF格式。

　　渲染引擎首先通过网络获得所请求文档的内容，下面是渲染引擎在取得内容之后的基本流程：

　　解析html以构建dom树->构建render树->布局render树->绘制render树

　　值得注意的是，这个过程是逐步完成的，为了更好的用户体验，渲染引擎将会尽可能早的将内容呈现到屏幕上，并不会等到所有的html都解析完成之后再去构建和布局render树。它是解析完一部分内容就显示一部分内容，同时，可能还在通过网络下载其余内容。

 

三、浏览器的渲染

下面是渲染引擎在取得内容之后的基本流程：

　解析html以构建dom树 -> 构建render树 -> 布局render树 -> 绘制render树

先来看个图：

所以，浏览器会解析三个东西： 
（1） HTML/SVG/XHTML，解析这三种文件会产生一个 DOM Tree。 
（2） CSS，解析 CSS 会产生 CSS 规则树。 
（3） JavaScript脚本，主要是通过 DOM API 和 CSSOM API 来操作 DOM Tree 和 CSS Rule Tree.

那么就来说一下图中的过程。

当浏览器获得一个html文件时，会“自上而下”加载，并在加载过程中进行解析渲染。 
解析： 
1. 浏览器会将HTML解析成一个DOM树，DOM 树的构建过程是一个深度遍历过程：当前节点的所有子节点都构建好后才会去构建当前节点的下一个兄弟节点。 
2. 将CSS解析成 CSS Rule Tree 。 
3. 根据DOM树和CSSOM来构造 Rendering Tree。注意：Rendering Tree 渲染树并不等同于 DOM 树，因为一些像 Header 或 display:none 的东西就没必要放在渲染树中了。

4.有了Render Tree，浏览器已经能知道网页中有哪些节点、各个节点的CSS定义以及他们的从属关系。下一步操作称之为Layout，顾名思义就是计算出每个节点在屏幕中的位置。 
5.再下一步就是绘制，即遍历render树，并使用UI后端层绘制每个节点。

重点来了：

　　上述这个过程是逐步完成的，为了更好的用户体验，渲染引擎将会尽可能早的将内容呈现到屏幕上，并不会等到所有的html都解析完成之后再去构建和布局render树。它是解析完一部分内容就显示一部分内容，同时，可能还在通过网络下载其余内容。（这段话是《how browsers work》里面讲的，让我茅塞顿开）

几个概念： 
（1）Reflow（回流）：浏览器要花时间去渲染，当它发现了某个部分发生了变化影响了布局，那就需要倒回去重新渲染。 
（2）Repaint（重绘）：如果只是改变了某个元素的背景颜色，文字颜色等，不影响元素周围或内部布局的属性，将只会引起浏览器的repaint，重画某一部分。 
Reflow要比Repaint更花费时间，也就更影响性能。所以在写代码的时候，要尽量避免过多的Reflow。r

reflow的原因：

（1）页面初始化的时候；  
（2）操作DOM时； 
（3）某些元素的尺寸变了； 
（4）如果 CSS 的属性发生变化了。

减少 reflow/repaint

　（1）不要一条一条地修改 DOM 的样式。与其这样，还不如预先定义好 css 的 class，然后修改 DOM 的 className。 
　（2）不要把 DOM 结点的属性值放在一个循环里当成循环里的变量。 
　（3）为动画的 HTML 元件使用 fixed 或 absoult 的 position，那么修改他们的 CSS 是不会 reflow 的。 
　（4）千万不要使用 table 布局。因为可能很小的一个小改动会造成整个 table 的重新布局。

我应该是已经把网上所有的关于浏览器加载 解析 渲染过程的文章都看全了，其中写的比较好的一个版本是下面这个：

HTML页面加载和解析流程 
1. 用户输入网址（假设是个html页面，并且是第一次访问），浏览器向服务器发出请求，服务器返回html文件； 
2. 浏览器开始载入html代码，发现＜head＞标签内有一个＜link＞标签引用外部CSS文件； 
3. 浏览器又发出CSS文件的请求，服务器返回这个CSS文件； 
4. 浏览器继续载入html中＜body＞部分的代码，并且CSS文件已经拿到手了，可以开始渲染页面了； 
5. 浏览器在代码中发现一个＜img＞标签引用了一张图片，向服务器发出请求。此时浏览器不会等到图片下载完，而是继续渲染后面的代码； 
6. 服务器返回图片文件，由于图片占用了一定面积，影响了后面段落的排布，因此浏览器需要回过头来重新渲染这部分代码； 
7. 浏览器发现了一个包含一行javascript代码的＜script＞标签，赶快运行它； 
8. Javascript脚本执行了这条语句，它命令浏览器隐藏掉代码中的某个＜div＞ （style.display=”none”）。突然少了这么一个元素，浏览器不得不重新渲染这部分代码； 
9. 终于等到了＜/html＞的到来，浏览器泪流满面…… 
10. 等等，还没完，用户点了一下界面中的“换肤”按钮，Javascript让浏览器换了一下＜link＞标签的CSS路径； 
11. 浏览器召集了在座的各位＜div＞＜span＞＜ul＞＜li＞们，“大伙儿收拾收拾行李，咱得重新来过……”，浏览器向服务器请求了新的CSS文件，重新渲染页面。

与讨论主题相关的其他思考

编写CSS时应该注意：

CSS选择符是从右到左进行匹配的。从右到左！所以，#nav li 我们以为这是一条很简单的规则，秒秒钟就能匹配到想要的元素，但是，但是，但是，是从右往左匹配啊，所以，会去找所有的li，然后再去确定它的父元素是不是#nav。，因此，写css的时候需要注意：

1. dom深度尽量浅。
2. 减少inline javascript、css的数量。
3. 使用现代合法的css属性。
4. 不要为id选择器指定类名或是标签，因为id可以唯一确定一个元素。
5. 避免后代选择符，尽量使用子选择符。原因：子元素匹配符的概率要大于后代元素匹配符。后代选择符;#tp p{} 子选择符：#tp>p{}
6. 避免使用通配符，举一个例子，.mod .hd *{font-size:14px;} 根据匹配顺序,将首先匹配通配符,也就是说先匹配出通配符,然后匹配.hd（就是要对dom树上的所有节点进行遍历他的父级元素）,然后匹配.mod,这样的性能耗费可想而知.