浏览器如何渲染页面

大家好,我是IT修真院上海分院第01期学员,一枚正直善良的web程序员。

今天给大家分享一下,修真院官网 CSS任务中可能会使用到的知识点:

浏览器如何渲染页面

一、背景介绍

浏览器渲染页面的大致过程:

从浏览器地址栏的请求链接开始,浏览器通过DNS解析查到域名映射的IP地址,成功之后浏览器端向此IP地址取得连接,成功连接之后,浏览器端将请求头信息 通过HTTP协议向此IP地址所在服务器发起请求,服务器接受到请求之后等待处理,最后向浏览器端发回响应,此时在HTTP协议下,浏览器从服务器接收到 text/html类型的代码,浏览器开始显示此html,并获取其中内嵌资源地址,然后浏览器再发起请求来获取这些资源,并在浏览器的html中显示

二、知识刨析

浏览器解析的大概的工作流程可以归纳为以下几个步骤

1.处理 HTML 标记并构建 DOM 树。

2.处理 CSS 标记并构建 CSSOM 树。

3.将 DOM 与 CSSOM 合并成一个渲染树。

4. 根据渲染树来布局,以计算每个节点的几何信息。

5. 将各个节点绘制到屏幕上。

一个包含一些文本和一幅图片的普通 HTML 页面,浏览器如何处理此页面?



文档对象模型DOM

文档对象模型

转换: 浏览器从磁盘或网络读取 HTML 的原始字节,并根据文件的指定编码(如 UTF-8)将它们转换成各个字符。

Tokenizing: 浏览器将字符串转换成 W3C HTML5 标准规定的各种tokens,例如,“html”、“body”,以及其他尖括号内的字符串。每个token都具有特殊含义和一组规则。

词法分析: 发出的标记转换成定义其属性和规则的“对象”。

DOM 构建: 最后,由于 HTML 标记定义不同标记之间的关系(一些标记包含在其他标记内),创建的对象链接在一个树数据结构内,此结构也会捕获原始标记中定义的父项-子项关系:HTML 对象是 body 对象的父项,body是paragraph对象的父项,依此类推。

整个流程最终输出是页面的文档对象模型 (DOM),浏览器对页面进行的所有进一步处理都会用到它。

浏览器每次处理 HTML 标记时,都会完成以上所有步骤:将字节转换成字符,确定tokens,将tokens转换成节点,然后构建 DOM 树。

CSS 对象模型 (CSSOM)

在浏览器构建这个简单页面的 DOM 过程中,在文档的 head 中遇到了一个 link 标记,该标记引用一个外部 CSS 样式表:style.css。由于预见到需要利用该资源来渲染页面,它会立即发出对该资源的请求,然后获得一个css样式表

与处理 HTML 时一样,我们需要将收到的 CSS 规则转换成某种浏览器能够理解和处理的东西。因此,我们会重复 HTML 过程,不过是为 CSS 而不是 HTML:


CSS 字节转换成字符,接着转换成tokens和节点,最后链接到一个称为“CSS 对象模型”(CSSOM) 的树结构:


CSSOM 为何具有树结构?为页面上的任何节点对象计算最后一组样式时,浏览器都会先从适用于该节点的最通用规则开始(例如,如果该节点是 body 元素的子元素,则应用所有 body 样式),然后通过应用更具体的规则以递归方式优化计算的样式。

以上面的 CSSOM 树为例进行更具体的阐述。任何置于 body 元素内span 标记中的文本都将具有 16 像素字号,并且颜色为红色 。font-size 指令从 body 向下级层叠至 span。不过,如果某个 span 标记是某个段落 (p) 标记的子项,则其内容将不会显示。

渲染树构建、布局及绘制

CSSOM 树和 DOM 树合并成渲染树,它只包含渲染网页所需的节点。遍历每个DOM树中的node节点,在CSSOM规则树中寻找当前节点的样式,生成渲染树。

布局计算每个对象的精确位置和大小。

最后一步是绘制,使用最终渲染树将像素渲染到屏幕上。


从 DOM 树的根节点开始遍历每个可见节点。

某些节点不可见(例如脚本标记、元标记等),因为它们不会体现在渲染输出中,所以会被忽略。

某些节点通过 CSS 隐藏,因此在渲染树中也会被忽略。例如 span 节点上设置了“display: none”属性,所以也不会出现在渲染树中。

遍历每个可见节点,为其找到适配的 CSSOM 规则并应用它们。

最终输出的渲染同时包含了屏幕上的所有可见内容及其样式信息。

有了渲染树,我们就可以进入“布局”阶段。

到目前为止,我们计算了哪些节点应该是可见的以及它们的计算样式,但我们尚未计算它们在设备视口内的确切位置和大小---这就是“布局”阶段。

布局流程的输出是一个“盒模型”,它会精确地捕获每个元素在视口内的确切位置和尺寸:所有相对测量值都转换为屏幕上的绝对像素。

最后,既然我们知道了哪些节点可见、它们的computed styles以及几何信息,我们终于可以将这些信息传递给最后一个阶段:将渲染树中的每个节点转换成屏幕上的实际像素。这一步通常称为"painting" or "rasterizing."。

执行渲染树构建、布局和绘制所需的时间将取决于文档大小、应用的样式,以及运行文档的设备:文档越大,浏览器需要完成的工作就越多;样式越复杂,绘制需要的时间就越长

三、常见问题

什么是回流与重绘?

说到页面为什么会慢?那是因为浏览器要花时间、花精力去渲染,尤其是当它发现某个部分发生了点变化影响了布局,需要倒回去重新渲染, 该过程称为reflow(回流)。

reflow 几乎是无法避免的。现在界面上流行的一些效果,比如树状目录的折叠、展开(实质上是元素的显 示与隐藏)等,都将引起浏览器的 reflow。鼠标滑过、点击……只要这些行为引起了页面上某些元素的占位面积、定位方式、边距等属性的变化,都会引起它内部、周围甚至整个页面的重新渲 染。通常我们都无法预估浏览器到底会 reflow 哪一部分的代码,它们都彼此相互影响着。

如果只是改变某个元素的背景色、文 字颜色、边框颜色等等不影响它周围或内部布局的属性,将只会引起浏览器 repaint(重绘)。

repaint 的速度明显快于 reflow。

四、扩展思考

如何尽量避免reflow?

五、参考文献

参考一:reflow(回流)和repaint(重绘)及其优化

参考二:浏览器如何渲染页面?

六、视频链接


浏览器如何渲染页面_腾讯视频

PPT:https://ptteng.github.io/PPT/PPT/css-15-Hbrp.html#/

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