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摘要：前言瀏覽器的內(nèi)核是指支持瀏覽器運行的最核心的程序，分為兩個部分的，一是渲染引擎，另一個是引擎。渲染引擎在不同的瀏覽器中也不是都相同的。接下來就是瀏覽器的渲染過程。布局完成后，瀏覽器會立即發(fā)出和事件，將渲染樹轉(zhuǎn)換成屏幕上的像素。
前言
瀏覽器的內(nèi)核是指支持瀏覽器運行的最核心的程序，分為兩個部分的，一是渲染引擎，另一個是JS引擎。渲染引擎在不同的瀏覽器中也不是都相同的。目前市面上常見的瀏覽器內(nèi)核可以分為這四種：Trident（IE）、Gecko（火狐）、Blink（Chrome、Opera）、Webkit（Safari）。這里面大家最耳熟能詳?shù)目赡芫褪?Webkit 內(nèi)核了，Webkit 內(nèi)核是當下瀏覽器世界真正的霸主。本文我們就以 Webkit 為例，對現(xiàn)代瀏覽器的渲染過程進行一個深度的剖析。
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頁面加載過程在介紹瀏覽器渲染過程之前，我們簡明扼要介紹下頁面的加載過程，有助于更好理解后續(xù)渲染過程。
要點如下：
瀏覽器根據(jù) DNS 服務(wù)器得到域名的 IP 地址
向這個 IP 的機器發(fā)送 HTTP 請求
服務(wù)器收到、處理并返回 HTTP 請求
瀏覽器得到返回內(nèi)容
例如在瀏覽器輸入https://juejin.im/timeline，然后經(jīng)過 DNS 解析，juejin.im對應(yīng)的 IP 是36.248.217.149（不同時間、地點對應(yīng)的 IP 可能會不同）。然后瀏覽器向該 IP 發(fā)送 HTTP 請求。
服務(wù)端接收到 HTTP 請求，然后經(jīng)過計算（向不同的用戶推送不同的內(nèi)容），返回 HTTP 請求，返回的內(nèi)容如下：
其實就是一堆 HMTL 格式的字符串，因為只有 HTML 格式瀏覽器才能正確解析，這是 W3C 標準的要求。接下來就是瀏覽器的渲染過程。
瀏覽器渲染過程瀏覽器渲染過程大體分為如下三部分：
1）瀏覽器會解析三個東西：一是HTML/SVG/XHTML，HTML字符串描述了一個頁面的結(jié)構(gòu)，瀏覽器會把HTML結(jié)構(gòu)字符串解析轉(zhuǎn)換DOM樹形結(jié)構(gòu)。
二是CSS，解析CSS會產(chǎn)生CSS規(guī)則樹，它和DOM結(jié)構(gòu)比較像。
三是Javascript腳本，等到Javascript 腳本文件加載后， 通過 DOM API 和 CSSOM API 來操作 DOM Tree 和 CSS Rule Tree。
2）解析完成后，瀏覽器引擎會通過DOM Tree 和 CSS Rule Tree 來構(gòu)造 Rendering Tree。Rendering Tree 渲染樹并不等同于DOM樹，渲染樹只會包括需要顯示的節(jié)點和這些節(jié)點的樣式信息。
CSS 的 Rule Tree主要是為了完成匹配并把CSS Rule附加上Rendering Tree上的每個Element（也就是每個Frame）。
然后，計算每個Frame 的位置，這又叫l(wèi)ayout和reflow過程。
3）最后通過調(diào)用操作系統(tǒng)Native GUI的API繪制。接下來我們針對這其中所經(jīng)歷的重要步驟詳細闡述構(gòu)建DOM
瀏覽器會遵守一套步驟將HTML 文件轉(zhuǎn)換為 DOM 樹。宏觀上，可以分為幾個步驟：
瀏覽器從磁盤或網(wǎng)絡(luò)讀取HTML的原始字節(jié)，并根據(jù)文件的指定編碼（例如 UTF-8）將它們轉(zhuǎn)換成字符串。
在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)膬?nèi)容其實都是 0 和 1 這些字節(jié)數(shù)據(jù)。當瀏覽器接收到這些字節(jié)數(shù)據(jù)以后，它會將這些字節(jié)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為字符串，也就是我們寫的代碼。
將字符串轉(zhuǎn)換成Token，例如：、等。Token中會標識出當前Token是“開始標簽”或是“結(jié)束標簽”亦或是“文本”等信息。
這時候你一定會有疑問，節(jié)點與節(jié)點之間的關(guān)系如何維護？
事實上，這就是Token要標識“起始標簽”和“結(jié)束標簽”等標識的作用。例如“title”Token的起始標簽和結(jié)束標簽之間的節(jié)點肯定是屬于“head”的子節(jié)點。
上圖給出了節(jié)點之間的關(guān)系，例如：“Hello”Token位于“title”開始標簽與“title”結(jié)束標簽之間，表明“Hello”Token是“title”Token的子節(jié)點。同理“title”Token是“head”Token的子節(jié)點。
生成節(jié)點對象并構(gòu)建DOM
事實上，構(gòu)建DOM的過程中，不是等所有Token都轉(zhuǎn)換完成后再去生成節(jié)點對象，而是一邊生成Token一邊消耗Token來生成節(jié)點對象。換句話說，每個Token被生成后，會立刻消耗這個Token創(chuàng)建出節(jié)點對象。注意：帶有結(jié)束標簽標識的Token不會創(chuàng)建節(jié)點對象。
接下來我們舉個例子，假設(shè)有段HTML文本：
Web page parsing
Web page parsing
This is an example Web page.
上面這段HTML會解析成這樣：
構(gòu)建CSSOMDOM會捕獲頁面的內(nèi)容，但瀏覽器還需要知道頁面如何展示，所以需要構(gòu)建CSSOM。
構(gòu)建CSSOM的過程與構(gòu)建DOM的過程非常相似，當瀏覽器接收到一段CSS，瀏覽器首先要做的是識別出Token，然后構(gòu)建節(jié)點并生成CSSOM。
在這一過程中，瀏覽器會確定下每一個節(jié)點的樣式到底是什么，并且這一過程其實是很消耗資源的。因為樣式你可以自行設(shè)置給某個節(jié)點，也可以通過繼承獲得。在這一過程中，瀏覽器得遞歸 CSSOM 樹，然后確定具體的元素到底是什么樣式。
注意：CSS匹配HTML元素是一個相當復(fù)雜和有性能問題的事情。所以，DOM樹要小，CSS盡量用id和class，千萬不要過渡層疊下去。
構(gòu)建渲染樹當我們生成 DOM 樹和 CSSOM 樹以后，就需要將這兩棵樹組合為渲染樹。
在這一過程中，不是簡單的將兩者合并就行了。渲染樹只會包括需要顯示的節(jié)點和這些節(jié)點的樣式信息，如果某個節(jié)點是 display: none 的，那么就不會在渲染樹中顯示。
我們或許有個疑惑：瀏覽器如果渲染過程中遇到JS文件怎么處理？
渲染過程中，如果遇到
布局與繪制當瀏覽器生成渲染樹以后，就會根據(jù)渲染樹來進行布局（也可以叫做回流）。這一階段瀏覽器要做的事情是要弄清楚各個節(jié)點在頁面中的確切位置和大小。通常這一行為也被稱為“自動重排”。
布局流程的輸出是一個“盒模型”，它會精確地捕獲每個元素在視口內(nèi)的確切位置和尺寸，所有相對測量值都將轉(zhuǎn)換為屏幕上的絕對像素。
布局完成后，瀏覽器會立即發(fā)出“Paint Setup”和“Paint”事件，將渲染樹轉(zhuǎn)換成屏幕上的像素。
以上我們詳細介紹了瀏覽器工作流程中的重要步驟，接下來我們討論幾個相關(guān)的問題：幾點補充說明 1.async和defer的作用是什么？有什么區(qū)別?
接下來我們對比下 defer 和 async 屬性的區(qū)別：
其中藍色線代表JavaScript加載；紅色線代表JavaScript執(zhí)行；綠色線代表 HTML 解析。
1）情況1沒有 defer 或 async，瀏覽器會立即加載并執(zhí)行指定的腳本，也就是說不等待后續(xù)載入的文檔元素，讀到就加載并執(zhí)行。
2）情況2 (異步下載)async 屬性表示異步執(zhí)行引入的 JavaScript，與 defer 的區(qū)別在于，如果已經(jīng)加載好，就會開始執(zhí)行——無論此刻是 HTML 解析階段還是 DOMContentLoaded 觸發(fā)之后。需要注意的是，這種方式加載的 JavaScript 依然會阻塞 load 事件。換句話說，async-script 可能在 DOMContentLoaded 觸發(fā)之前或之后執(zhí)行，但一定在 load 觸發(fā)之前執(zhí)行。
3）情況3 (延遲執(zhí)行)defer 屬性表示延遲執(zhí)行引入的 JavaScript，即這段 JavaScript 加載時 HTML 并未停止解析，這兩個過程是并行的。整個 document 解析完畢且 defer-script 也加載完成之后（這兩件事情的順序無關(guān)），會執(zhí)行所有由 defer-script 加載的 JavaScript 代碼，然后觸發(fā) DOMContentLoaded 事件。
defer 與相比普通 script，有兩點區(qū)別：**載入 JavaScript 文件時不阻塞 HTML 的解析，執(zhí)行階段被放到 HTML 標簽解析完成之后。
在加載多個JS腳本的時候，async是無順序的加載，而defer是有順序的加載。**
把 DOM 和 JavaScript 各自想象成一個島嶼，它們之間用收費橋梁連接?！陡咝阅?JavaScript》
JS 是很快的，在 JS 中修改 DOM 對象也是很快的。在JS的世界里，一切是簡單的、迅速的。但 DOM 操作并非 JS 一個人的獨舞，而是兩個模塊之間的協(xié)作。
因為 DOM 是屬于渲染引擎中的東西，而 JS 又是 JS 引擎中的東西。當我們用 JS 去操作 DOM 時，本質(zhì)上是 JS 引擎和渲染引擎之間進行了“跨界交流”。這個“跨界交流”的實現(xiàn)并不簡單，它依賴了橋接接口作為“橋梁”（如下圖）。
過“橋”要收費——這個開銷本身就是不可忽略的。我們每操作一次 DOM（不管是為了修改還是僅僅為了訪問其值），都要過一次“橋”。過“橋”的次數(shù)一多，就會產(chǎn)生比較明顯的性能問題。因此“減少 DOM 操作”的建議，并非空穴來風(fēng)。
3.你真的了解回流和重繪嗎渲染的流程基本上是這樣（如下圖黃色的四個步驟）：1.計算CSS樣式 2.構(gòu)建Render Tree 3.Layout – 定位坐標和大小 4.正式開畫
注意：上圖流程中有很多連接線，這表示了Javascript動態(tài)修改了DOM屬性或是CSS屬性會導(dǎo)致重新Layout，但有些改變不會重新Layout，就是上圖中那些指到天上的箭頭，比如修改后的CSS rule沒有被匹配到元素。
這里重要要說兩個概念，一個是Reflow，另一個是Repaint
重繪：當我們對 DOM 的修改導(dǎo)致了樣式的變化、卻并未影響其幾何屬性（比如修改了顏色或背景色）時，瀏覽器不需重新計算元素的幾何屬性、直接為該元素繪制新的樣式（跳過了上圖所示的回流環(huán)節(jié)）。
回流：當我們對 DOM 的修改引發(fā)了 DOM 幾何尺寸的變化（比如修改元素的寬、高或隱藏元素等）時，瀏覽器需要重新計算元素的幾何屬性（其他元素的幾何屬性和位置也會因此受到影響），然后再將計算的結(jié)果繪制出來。這個過程就是回流（也叫重排）
我們知道，當網(wǎng)頁生成的時候，至少會渲染一次。在用戶訪問的過程中，還會不斷重新渲染。重新渲染會重復(fù)回流+重繪或者只有重繪。
回流必定會發(fā)生重繪，重繪不一定會引發(fā)回流。重繪和回流會在我們設(shè)置節(jié)點樣式時頻繁出現(xiàn)，同時也會很大程度上影響性能?；亓魉璧某杀颈戎乩L高的多，改變父節(jié)點里的子節(jié)點很可能會導(dǎo)致父節(jié)點的一系列回流。
任何會改變元素幾何信息(元素的位置和尺寸大小)的操作，都會觸發(fā)回流，
添加或者刪除可見的DOM元素；
元素尺寸改變——邊距、填充、邊框、寬度和高度
內(nèi)容變化，比如用戶在input框中輸入文字
瀏覽器窗口尺寸改變——resize事件發(fā)生時
計算 offsetWidth 和 offsetHeight 屬性
設(shè)置 style 屬性的值
2）常見引起重繪屬性和方法 3）如何減少回流、重繪使用 transform 替代 top
使用 visibility 替換 display: none ，因為前者只會引起重繪，后者會引發(fā)回流（改變了布局）
不要把節(jié)點的屬性值放在一個循環(huán)里當成循環(huán)里的變量。
for(let i = 0; i < 1000; i++) {
// 獲取 offsetTop 會導(dǎo)致回流，因為需要去獲取正確的值
console.log(document.querySelector(".test").style.offsetTop)
}
不要使用 table 布局，可能很小的一個小改動會造成整個 table 的重新布局
動畫實現(xiàn)的速度的選擇，動畫速度越快，回流次數(shù)越多，也可以選擇使用 requestAnimationFrame
CSS 選擇符從右往左匹配查找，避免節(jié)點層級過多
將頻繁重繪或者回流的節(jié)點設(shè)置為圖層，圖層能夠阻止該節(jié)點的渲染行為影響別的節(jié)點。比如對于 video 標簽來說，瀏覽器會自動將該節(jié)點變?yōu)閳D層。
性能優(yōu)化策略基于上面介紹的瀏覽器渲染原理，DOM 和 CSSOM 結(jié)構(gòu)構(gòu)建順序，初始化可以對頁面渲染做些優(yōu)化，提升頁面性能。
JS優(yōu)化：
參考文章async 和 defer 的區(qū)別 | SegmentFault
瀏覽器的渲染原理簡介
前端面試之道
關(guān)鍵渲染路徑
前端性能優(yōu)化原理與實踐
由入門到專家：前端全鏈路開發(fā)實踐手冊
Web 前端面試指南與高頻考題解析
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