蘋果11手機(jī)怎么分屏應(yīng)用 蘋果11分屏功能怎么用
2024-08-26
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更新時(shí)間：2024-08-26 18:03:31作者：未知
在前面一篇文章：「高頻面試題」瀏覽器從輸入url到頁面展示中間發(fā)生了什么 中，我們有對(duì)瀏覽器的渲染流程做了一個(gè)概括性的介紹，今天這篇文章我們將深入學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容。
對(duì)于很多前端開發(fā)來說，平常做工主要專注于業(yè)務(wù)開發(fā)，對(duì)瀏覽器的渲染階段可能不是很了解。實(shí)際上這個(gè)階段很重要，了解瀏覽器的渲染過程，能讓我們知道我們寫的HTML、CSS、JS代碼是如何被解析，并最終渲染成一個(gè)頁面的，在頁面性能優(yōu)化的時(shí)候有相應(yīng)的解決思路。
我們先來看一個(gè)問題：
HTML、CSS、JS文件在瀏覽器中是如何轉(zhuǎn)化成頁面的？
如果你回答不上來，那就往下看吧。
按照渲染的時(shí)間順序，渲染過程可以分為下面幾個(gè)子階段：構(gòu)建DOM樹、樣式計(jì)算、布局階段、分層、柵格化和合成顯示。
下面詳細(xì)看下每個(gè)階段都做了哪些事情。
HTML文檔描述一個(gè)頁面的結(jié)構(gòu)，但是瀏覽器無法直接理解和使用HTML，所以需要通過HTML解析器將HTML轉(zhuǎn)換成瀏覽器能夠理解的結(jié)構(gòu)——DOM樹。
HTML文檔中所有內(nèi)容皆為節(jié)點(diǎn)，各節(jié)點(diǎn)之間有層級(jí)關(guān)系，彼此相連，構(gòu)成DOM樹。
構(gòu)建過程：讀取HTML文檔的字節(jié)(Bytes)，將字節(jié)轉(zhuǎn)換成字符(Chars)，依據(jù)字符確定標(biāo)簽(Tokens)，將標(biāo)簽轉(zhuǎn)換成節(jié)點(diǎn)(Nodes)，以節(jié)點(diǎn)為基準(zhǔn)構(gòu)建DOM樹。參考下圖：
打開Chrome的開發(fā)者工具，在控制臺(tái)輸入 document 后回車，就能看到一個(gè)完整的DOM樹結(jié)構(gòu)，如下圖所示：
在控制臺(tái)打印出來的DOM結(jié)構(gòu)和HTML內(nèi)容幾乎一樣，但和HTML不同的是，DOM是保存在內(nèi)存中的樹狀結(jié)構(gòu)，可以通過JavaScript來查詢或修改其內(nèi)容。
樣式計(jì)算這個(gè)階段，是為了計(jì)算出DOM節(jié)點(diǎn)中每個(gè)元素的表現(xiàn)樣式。
CSS樣式可以通過下面三種方式引入：
通過link引用外部的CSS文件style 標(biāo)簽內(nèi)的CSS元素的style屬性內(nèi)嵌的CSS和HTML一樣，瀏覽器無法直接理解純文本的CSS樣式，需要通過CSS解析器將CSS解析成 styleSheets 結(jié)構(gòu)，也就是我們常說的 CSSOM樹。
styleSheets結(jié)構(gòu)同樣具備查詢和修改功能：
document.styleSheets
屬性值標(biāo)準(zhǔn)化看字面意思有點(diǎn)不好理解，我們通過下面一個(gè)例子來看看什么是屬性值標(biāo)準(zhǔn)化：
在寫CSS樣式的時(shí)候，我們?cè)谠O(shè)置color屬性值的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)用white、red等，但是這種值瀏覽器的渲染引擎不容易理解，所以需要將所有值轉(zhuǎn)換成渲染引擎容易理解的、標(biāo)準(zhǔn)化的計(jì)算值，這個(gè)過程就是屬性值標(biāo)準(zhǔn)化。
white標(biāo)準(zhǔn)化后的值為 rgb(255, 255, 255)
完成樣式的屬性值標(biāo)準(zhǔn)化后，就需要計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)的樣式屬性，這個(gè)階段CSS有兩個(gè)規(guī)則我們需要清楚：
繼承規(guī)則：每個(gè)DOM節(jié)點(diǎn)都包含有父節(jié)點(diǎn)的樣式層疊規(guī)則：層疊是CSS的一個(gè)基本特征，是一個(gè)定義了如何合并來自多個(gè)源的屬性值的算法。樣式計(jì)算階段是為了計(jì)算出DOM節(jié)點(diǎn)中每個(gè)元素的具體樣式，在計(jì)算過程中需要遵守CSS的繼承和層疊兩個(gè)規(guī)則。
該階段最終輸出的內(nèi)容是每個(gè)DOM節(jié)點(diǎn)的樣式，并被保存在 ComputedStyle 的結(jié)構(gòu)中。
經(jīng)過上面的兩個(gè)步驟，我們已經(jīng)拿到了DOM樹和DOM樹中元素的樣式，接下來需要計(jì)算DOM樹中可見元素的幾何位置，這個(gè)計(jì)算過程就是布局。
在DOM樹中包含了一些不可見的元素，例如 head 標(biāo)簽，設(shè)置了 display:none 屬性的元素，所以我們需要額外構(gòu)建一棵只包含可見元素的布局樹。
構(gòu)建過程：從DOM樹的根節(jié)點(diǎn)開始遍歷，將所有可見的節(jié)點(diǎn)加到布局樹中，忽略不可見的節(jié)點(diǎn)。
到這里我們就有了一棵構(gòu)建好的布局樹，就可以開始計(jì)算布局樹節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)位置了。從根節(jié)點(diǎn)開始遍歷，結(jié)合上面計(jì)算得到的樣式，確定每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)象在頁面上的具體大小和位置，將這些信息保存在布局樹中。
布局階段的輸出是一個(gè)盒子模型，它會(huì)精確地捕獲每個(gè)元素在屏幕內(nèi)的確切位置與大小。
現(xiàn)在我們已經(jīng)有了布局樹，也知道了每個(gè)元素的具體位置信息，但是還不能開始繪制頁面，因?yàn)轫撁嬷袝?huì)有像3D變換、頁面滾動(dòng)、或者用 z-index 進(jìn)行z軸排序等復(fù)雜效果，為了更方便實(shí)現(xiàn)這些效果，渲染引擎還需要為特定的節(jié)點(diǎn)生成專用的圖層，并生成一棵對(duì)應(yīng)的圖層樹(LayerTree)。
在Chrome瀏覽器中，我們可以打開開發(fā)者工具，選擇 Elements-Layers 標(biāo)簽，就可以看到頁面的分層情況，如下圖所示：
瀏覽器的頁面實(shí)際上被分成了很多圖層，這些圖層疊加后合成了最終的頁面。
到這里，我們構(gòu)建了兩棵樹：布局樹和圖層樹。下面我們來看下這兩棵樹之間的關(guān)系：
正常情況下，并不是布局樹的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都包含一個(gè)圖層，如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)沒有對(duì)應(yīng)的圖層，那么這個(gè)節(jié)點(diǎn)就從屬于父節(jié)點(diǎn)的圖層。
那節(jié)點(diǎn)要滿足什么條件才會(huì)被提升為一個(gè)單獨(dú)的圖層？只要滿足下面其中一個(gè)條件即可：
擁有層疊上下文屬性的元素會(huì)被提升為單獨(dú)的一個(gè)圖層需要剪裁(clip)的地方也會(huì)被創(chuàng)建為圖層。構(gòu)建好圖層樹之后，渲染引擎就會(huì)對(duì)圖層樹中的每個(gè)圖層進(jìn)行繪制。
渲染引擎實(shí)現(xiàn)圖層繪制，會(huì)把一個(gè)圖層的繪制拆分成很多小的繪制指令，然后將這些指令按照順序組成一個(gè)繪制列表。
繪制一個(gè)圖層時(shí)會(huì)生成一個(gè)繪制列表，這只是用來記錄繪制順序和繪制指令的列表，實(shí)際上繪制操作是由渲染引擎中的合成線程來完成的。
通過下圖來看下渲染主線程和合成線程之間的關(guān)系：
當(dāng)圖層的繪制列表準(zhǔn)備好后，主線程會(huì)把該繪制列表提交給合成線程，合成線程開始工作。
首先合成線程會(huì)將圖層劃分為圖塊(tile)，圖塊大小通常是 256256 或者 512512。
然后合成線程會(huì)按照視口附近的圖塊來優(yōu)先生成位圖，實(shí)際生成位圖的操作是由柵格化來執(zhí)行的。所謂柵格化，是指將圖塊轉(zhuǎn)換為位圖。而圖塊是柵格化執(zhí)行的最小單位。渲染進(jìn)程維護(hù)了一個(gè)柵格化的線程池，所有的圖塊柵格化都是在線程池內(nèi)執(zhí)行的，運(yùn)行方式如下圖所示：
一旦所有圖塊都被光柵化，合成線程就會(huì)生成一個(gè)繪制圖塊的命令——“DrawQuad”，然后將該命令提交給瀏覽器進(jìn)程。
瀏覽器進(jìn)程里面有一個(gè)名字叫做 viz 的組件，用來接收合成線程發(fā)過來的 DrawQuad 命令，然后根據(jù)命令執(zhí)行。 DrawQuad 命令，將其頁面內(nèi)容繪制到內(nèi)存中，最后再將內(nèi)存顯示在屏幕上。
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一個(gè)完整的渲染流程可以總結(jié)如下：
1、渲染進(jìn)程將HTML內(nèi)容轉(zhuǎn)換為瀏覽器能夠讀懂的DOM樹結(jié)構(gòu)。2、渲染引擎將CSS樣式表轉(zhuǎn)化為瀏覽器可以理解的styleSheets，計(jì)算出DOM節(jié)點(diǎn)的樣式。3、創(chuàng)建布局樹，并計(jì)算所需元素的布局信息。4、對(duì)布局樹進(jìn)行分層，并生成分層樹。5、為每個(gè)圖層生成繪制列表，并將其提交到合成線程。6、合成線程將圖層分圖塊，并柵格化將圖塊轉(zhuǎn)換成位圖。7、合成線程發(fā)送繪制圖塊命令給瀏覽器進(jìn)程。瀏覽器進(jìn)程根據(jù)指令生成頁面，并顯示到顯示器上。渲染過程中還有兩個(gè)我們經(jīng)常聽到的概念：重排和重繪。在這篇文章中就不細(xì)說了，下一篇文章再詳細(xì)介紹。