浏览器~加载，解析，渲染

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了浏览器~加载，解析，渲染相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

昨天为了 了解浏览器是怎么处理（.html、.css、.js）这些文件，我看了网上的好多资料，这好多资料中，有很多是通过转载、或是转载后加之自己的理解，但是因为自己对专业的词汇理解不好，还有一些作者将不同浏览器的处理过程混着说，总之，看完了，还是有很多疑虑的地方。我先根据昨天了解到的内容总结一下，日后随着学的深了，再回过来补充。2014.11.6

why

为什么要了解浏览器加载、解析、渲染这个过程？
  • 了解浏览器如何进行加载，我们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，我们可以在构建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，我们在设置元素属性，编写js文件时，可以减少”重绘“”重新布局“的消耗。
    这三个过程在实际进行的时候又不是完全独立，而是会有交叉。会造成一边加载，一边解析，一边渲染的工作现象。

how

浏览器是如何进行加载、解析、渲染的呢？

  1. 用户访问网页，DNS服务器（域名解析系统）会根据用户提供的域名查找对应的IP地址，找到后，系统会向对应IP地址的网络服务器发送一个http请求。
  2. 网络服务器解析请求，并发送请求给数据库服务器。
  3. 数据库服务器将请求的资源返回给网络服务器，网络服务器解析数据，并生成html文件，放入http response中，返回给浏览器。
  4. 浏览器解析 http response。
    1~4步骤需要了解HTTP协议。
    访问服务器端可能遭遇的问题：如果网络服务器无法获取数据库服务器返回的资源文件（http response 404），或者由于并发原因暂时无法处理用户的http请求（http response 500）
  5. 浏览器解析 http response后，需要下载html文件，以及html文件内包含的外部引用文件，及文件内涉及的图片或者多媒体文件。
以下的内容相对比较复杂 O(∩_∩)O~

关于加载顺序：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。

加载

即为获取资源文件的过程，不同浏览器，以及他们的不同版本在实现这一过程时，会有不同的实现效果(资源间互相阻塞)，。（需要学习使用timeline来做测试，我还不太会用，学会了在上文。）

<!DOCTYPE html>
<html>
     <head>
           <meta charset="utf-8">
           <link rel="stylesheet"  href="test.css"  type="text/css" />
           <script src="test.js" type="text/javascript"></script>
     </head>
     <body>    
           <p>阻塞</p>
           <img src="test.jpg" /> 
     </body>
</html>

加载过程中遇到外部css文件，浏览器另外发出一个请求，来获取css文件。
遇到图片资源，浏览器也会另外发出一个请求，来获取图片资源。这是异步请求，并不会影响html文档进行加载，但是当文档加载过程中遇到js文件，html文档会挂起渲染（加载解析渲染同步）的线程，不仅要等待文档中js文件加载完毕，还要等待解析执行完毕，才可以恢复html文档的渲染线程。

原因：JS有可能会修改DOM，最为经典的document.write，这意味着，在JS执行完成前，后续所有资源的下载可能是没有必要的，这是js阻塞后续资源下载的根本原因。
办法：可以将外部引用的js文件放在</body>前。

虽然css文件的加载不影响js文件的加载，但是却影响js文件的执行，即使js文件内只有一行代码，也会造成阻塞。

原因：可能会有 var width = $(\'#id\').width()，这意味着，js代码执行前，浏览器必须保证css文件已下载和解析完成。这也是css阻塞后续js的根本原因。
办法：当js文件不需要依赖css文件时，可以将js文件放在头部css的前面。

当然除了，<link href="" />这种形式，内部<style></style>这种样式定义，在考虑阻塞时也要考虑。
以上对于代码布局对文档加载的影响是比较基础的，随着浏览器的升级，以及js技术的应用，html的发展，web性能也会逐渐提高。
列举一下，以后可以逐一扩充一下：

  • 不要在外部调用的js文件中调用运行时间较长的函数，如果一定要用，可以使用setTimeout函数。

    为什么呢？

    1. 浏览器GUI渲染线程
    2. javascript引擎线程
    3. 浏览器定时器触发线程（setTimeout）
    4. 浏览器事件触发线程
    5. 浏览器http异步请求线程（.jpg <link />这类请求）
      原因：浏览器有以上五个常驻线程
      发现第3个线程，我们便知道，如果在js内使用setTimeout()那么会调用另一个线程。
      注意：这里也涉及到 阻塞 的现象，当js引擎线程（第二个）进行时，会挂起其他一切线程，这个时候3、4、5这三类线线程也会产生不同的异步事件（这句话不懂啊），由于 javascript引擎线程为单线程，所以代码都是先压到队列，采用先进先出的方式运行，事件处理函数，timer函数也会压在队列中，不断的从队头取出事件，这就叫：javascript-event-loop。

  • 现代浏览器存在 prefetch 优化，浏览器会另外开启线程，提前下载js、css文件，需要注意的是，预加载js并不会改变dom结构，他将这个工作留给主加载。

  • 预加载网页，利用空余时间来提前加载该网页的后续网页。 
    <link rel="prefetch" href="http://">
  • 为js脚本添加defer属性，使得浏览器不等js脚本加载执行完，就加载后面的图片。既然图片资源都已经加载出来了，就不要在js内写document.write啦。 
    <script defer="true" src="JavaScript.js" type="text/javascript"/>

解析

解析的概念有些多，需要另写一篇文章。于是我就先简单的写一下。

  • html文档解析生成解析树即dom树，是由dom元素及属性节点组成，树的根是document对象。

    DOM:文档对象模型的缩写，是html文档的对象表示，作为html的外部接口供js调用。

    document.getElementById(\'test\').style.display="none";//通过dom接口将id为test的display值设为none。

  • css解析将css文件解析为样式表对象。该对象包含css规则，该规则包含选择器和声明对象。

css解析.png
css解析.png
  • js解析因为文件在加载的同时也进行解析，详看js加载部分。

渲染

即为构建渲染树的过程，他是原来DOM树的可视化表示，构建这棵树是为了以正确的顺序绘制文档内容。
渲染树和DOM树的关系，不可见的dom元素（<head>…</head> display=none）不会被插入渲染树中。还有像一些节点的位置为绝对或浮动定位（需要css知识理解），这些节点会在文本流之外，因此会在两棵树上的不同位置，渲染树标识出真实的位置，并用一个占位结构标识出他们原来的位置。

渲染最大的一个困难就是为每一个dom节点计算符合他的最终样式。
  • 为每一个元素查找到匹配的样式规则，需要遍历整个规则表。关于遍历规则表的方法，我之前理解错啦。 
     #test p{ color:#999999}
    正解：遍历是自右向左，也就是先查询到p元素，再找到上一级id为test的元素。之前的理解正好相反。这样发现，遍历的效率好低。
    为什么：可以去看之前css解析时，生成的样式对象，遍历的顺序，自然是从树的低端向上遍历。

计算样式的一些困难：

  1. 样式数据是非常大的结构，保存这样是的数据是很耗内存的。
  2. 选择器迭代太深，造成太多的无用遍历。
  3. 样式规则涉及非常复杂的级联，定义了规则的层次（理解：<head>里引用的外部样式表，会被局部样式表中同一属性的设置取代。还有例如body内对font的设置本来会应用于孩子元素，但是如果body的孩子元素定义font属性，则会被后者取代）。

解决办法：共享样式数据。（元素可以共享样式数据的条件就是他们的状态是”一致“的。）

webkit渲染

计算样式并生成渲染对象的过程为attachment，每个dom节点有一个attach方法，attachment的过程是同步的，调用新节点的attach方法插入到dom树中。
parser：解析， Render Tree:渲染树 Layout:安排布局

webkit主流程.png
webkit主流程.png

渲染过程中，webkit使用一个标志位标志所有顶层样式都已经被加载完毕，如果dom元素进行attach时，css元素并没有被加载完毕，则放置占位符，并在文档中标记，当样式表加载完毕，则重新进行计算。
说明，文档的渲染还是要等待顶层css加载完毕。接下来的gecko应该也是需要等待顶层css加载完毕，否则“css规则树”（见下文）无法建立啊

Gecko渲染

webkit渲染是一个元素与样式规则匹配的过程，Gecko则需要构建样式计算规则书，然后与dom树对应生成样式上下文数（及渲染树）。例子：

<html>
     <body>
          <div class=”err” id=”div1″>
               <p>
                    this is      a <span class=”big”> big error    </span>
                    this is also a <span class=”big”> very big error</span>
               </p>
          </div>
          <div class=”err” id=”div2″>
                another error
          </div>
     </body>
</html>

//规则
 1. div {margin:5px;color:black}
 2. .err {color:red}
 3. .big {margin-top:3px}
 4. div span {margin-bottom:4px}
 5. #div1 {color:blue}
 6. #div2 {color:green}
样式规则树.png
样式规则树.png

解释一下：A：任意一个父级元素。B、E：代表元素选择器，B指div，E指div下的span。C、G：代表类选择器。D、F：代表：id选择器。后面的123456，代表匹配的规则。

样式上下文树.png
样式上下文树.png

解释一下：当遇到一个dom节点，例如：第二个div，根据css解析结果，进行规则匹配发现符合126这条规则线，我们发现，当遇到第一个div时已经匹配过12这条规则线，所以只需为规则6新增一个节点至样式上下文树的div：F节点。样式上下文树，是元素匹配样式的最终结果（原本是比例的也要换算成具体的px）。 Gecko利用样式规则树，有效的实现了样式共享。Webkit没有规则树，则需要对css解析结果进行多次遍历。出现多次的属性将会被按照正确的级联顺序进行处理最后一个生效。

根据对计算样式困难的理解，我们在编写css样式表时应该注意一下：

  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. 不要给类选择器指定标签，类，代表具有一类属性的标签，不仅是一个，虽然可以实现，但是降低了效率。
  6. 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{}
  7. 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.

参考文章：
浏览器加载和渲染html顺序
JS 和 CSS 的位置对其他资源加载顺序的影响



文／Miss____Du（简书作者）
原文链接：http://www.jianshu.com/p/e141d1543143
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以上是关于浏览器~加载，解析，渲染的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

浏览器加载渲染网页过程解析--总结

浏览器加载解析渲染的过程

浏览器加载渲染网页过程解析

浏览器加载解析渲染网页原理

浏览器加载解析渲染的过程

浏览器加载解析渲染的过程