浏览器渲染机制面试_面试官不讲码德，问我Chrome浏览器的渲染原理（6000字长文）...
前言
對于HTML，css和JavaScript是如何變成頁面的，這個問題你了解過嗎？瀏覽器究竟在背后都做了些什么事情呢？讓我們?nèi)チ私鉃g覽器的渲染原理，是通往更深層次的開發(fā)必不可少的事情，能讓我們更深層次，多角度的去考慮性能優(yōu)化等問題。
HTML，css，JavaScript數(shù)據(jù)經(jīng)過中間渲染模塊的處理，最終顯示在頁面上(其中HTML超文本標記語言，CSS層疊樣式表，JS為JavaScript，大家一般都知道是什么，寫過網(wǎng)頁的朋友，學習者大都知道的)。
HTML的內(nèi)容是由標記和文本組成
CSS稱為層疊樣式表，是由選擇器和屬性組成
JS是可以使網(wǎng)頁的內(nèi)容“動”起來
有人說渲染流程可以分為：構(gòu)建DOM樹，樣式計算，布局階段,分層，繪制，分塊，光柵化和合成等。其中瀏覽器復習一下，它是多線程的的，js是單線程的，JS在瀏覽器中，它可以是多線程的。
下面圍繞瀏覽器渲染原理話題開始描述，為什么要了解瀏覽器渲染頁面機制呢？接下來讓我慢慢告訴你：
瀏覽器渲染原理
首先，JavaScript引擎是基于事件驅(qū)動單線程執(zhí)行的，渲染線程負責渲染瀏覽器界面，但是GUI渲染線程與JS引擎是互斥的，當JS引擎執(zhí)行時GUI線程會被掛起，GUI的更新也會被保存在一個隊列中，等到JS引擎空閑時才有機會被執(zhí)行。
那么什么是DOCTYPE以及作用呢
DTD,document type definition, 文檔類型定義，是一系列的語法規(guī)則，用來定義XML或(x)HTML的文件類型。瀏覽器會使用它來判斷文檔類型，決定使用何種協(xié)議來解析,以及切換瀏覽器模式。
DOCTYPE是用來聲明文檔類型和DTD規(guī)范的，一個主要的用途便是文件的合法性驗證。如果文件代碼不合法，那么瀏覽器解析時便會出一些差錯。
下圖為瀏覽器的渲染過程圖：
重排Reflow
重排的定義：DOM結(jié)構(gòu)中的各個元素都有自己的盒子模型，這些都需要瀏覽器根據(jù)各種樣式來計算并根據(jù)計算結(jié)果將元素放到它該出現(xiàn)的位置，這個過程稱之為reflow.
觸發(fā)Reflow情況
當你增加，刪除，修改Dom節(jié)點時會導致Reflow或Repaint
當你移動DOM的位置，或是搞個動畫的時候
當你修改CSS樣式的時候
當你Resize窗口的時候，或是滾動的時候
當你修改網(wǎng)頁的默認字體時
重繪Repaint
重繪的定義，當各種盒子的位置，大小以及其他屬性，例如顏色，字體大小等都確定下來后，瀏覽器于是便把這些元素都按照各自的特性繪制了一遍，于是頁面的內(nèi)容出現(xiàn)了，這個過程稱為repaint。
觸發(fā)Repaint情況
DOM改動
CSS改動
講到這里，下面來細分說一下吧！
簡單介紹一下瀏覽器的工作原理
了解瀏覽器
目前使用的主流的瀏覽器：Internet Explorer，Firefox，Safari，Chrome瀏覽器，Opera。讓我們看看瀏覽器統(tǒng)計數(shù)據(jù)的占比：
讓你說說瀏覽器的主要功能：
就是向服務器發(fā)出請求，在瀏覽器窗口中展示您選擇的網(wǎng)絡(luò)資源，資源一般指HTML文檔，可以是PDF，圖片或其他的類型。資源的位置由用戶使用URI(在電腦術(shù)語中，統(tǒng)一資源標識符(Uniform Resource Identifier，URI)是一個用于標識某一互聯(lián)網(wǎng)資源名稱的字符串)
瀏覽器的結(jié)構(gòu)
用戶界面：包括地址欄，前進、后退按鈕，書簽菜單等。
瀏覽器引擎：在用戶界面和呈現(xiàn)引擎之間傳送指令。
呈現(xiàn)引擎：負責顯示請求的內(nèi)容。
網(wǎng)絡(luò)：用于網(wǎng)絡(luò)調(diào)用，比如HTTP請求；其接口與平臺無關(guān)，并為所有平臺提供底層實現(xiàn)。
用戶界面后端：用于繪制基本的窗口小部件，比如組合框和窗口。其公開了與平臺無關(guān)的通用接口，而在底層使用操作系統(tǒng)的用戶界面方法。
JavaScript解釋器：用于解析和執(zhí)行JavaScript代碼。
數(shù)據(jù)存儲：這是持久層。瀏覽器需要在硬盤上保存各種數(shù)據(jù)，例如Cookie。新的HTML規(guī)范定義了“網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫”，這是一個完整的瀏覽器內(nèi)數(shù)據(jù)庫。
注意：Chrome瀏覽器的每個標簽頁都分別對應一個呈現(xiàn)引擎實例，每個標簽頁都是一個獨立的進程。
呈現(xiàn)引擎
呈現(xiàn)引擎的作用是“呈現(xiàn)”，用于在瀏覽器的屏幕上顯示請求的內(nèi)容。
一般情況下，呈現(xiàn)引擎可顯示HTML和xml文檔與圖片，通過插件或瀏覽器擴展程序，可以顯示其他類型的內(nèi)容。瀏覽器(Firefox，Chrome瀏覽器和Safari)是基于兩種呈現(xiàn)引擎構(gòu)建的。
Firefox使用的是Gecko，而Safari和Chrome瀏覽器使用的是WebKit(WebKit 是一種開放源代碼呈現(xiàn)引擎)。
主流程
呈現(xiàn)引擎一開始會從網(wǎng)絡(luò)層獲取請求文檔的內(nèi)容，其大小一般限制在8000個塊以內(nèi)。
呈現(xiàn)引擎將開始解析HTML文檔，并將各標記逐個轉(zhuǎn)化成“內(nèi)容樹”上的DOM節(jié)點。同時也會解析外部CSS文件以及樣式元素中的樣式數(shù)據(jù)。呈現(xiàn)樹構(gòu)建完后，會進入“布局”處理階段，也就是為每個節(jié)點分配一個應出現(xiàn)在屏幕上的確切坐標。
解析
解析是呈現(xiàn)引擎中重要的環(huán)境，什么是解析呢？
解析文檔是指將文檔轉(zhuǎn)化成為有意義的結(jié)構(gòu)，可以讓代碼理解和使用的結(jié)構(gòu)。解析得到的結(jié)構(gòu)通常是代表了文檔結(jié)構(gòu)的節(jié)點樹，它稱為解析樹或者語法樹。
語法
解析是以文檔所遵循的語法規(guī)則為基礎(chǔ)的。解析的過程分為兩個子過程：詞法分析和語法分析。
什么是詞法分析呢？
詞法分析是將輸入內(nèi)容分割成大量標記的過程，標記(語言中的詞匯)，構(gòu)成內(nèi)容的單位。相等于語言中的單詞。
什么是語法分析呢？
語法分析是應用語言的語法規(guī)則的過程。
so，解析器一般解析工作分兩個組件處理，為詞法分析器(負責將輸入內(nèi)容分解成一個個有效標記)，解析器負責根據(jù)語言的語法規(guī)則來分析文檔的結(jié)構(gòu)，來構(gòu)建解析樹。
從源文檔到解析樹：Document->Lexical Analysis->Syntax Analysis->Parse Tree
解析是一個迭代的過程。
是這樣的，解析器會向詞法分析器請求一個新標記，并嘗試將其與某條語法規(guī)則進行匹配。如果匹配規(guī)則，解析器就會將對應與該標記的節(jié)點添加到解析樹中，然后繼續(xù)下一個。
但是如果沒有匹配的規(guī)則，解析器會將標記存儲到內(nèi)部，繼續(xù)請求標記，直到可與之匹配的規(guī)則，但是如果沒有直到的話，就會引發(fā)異常(文檔無效，包含語法錯誤等)。
翻譯
解析通常是在翻譯的過程中，而翻譯是將輸入的文檔轉(zhuǎn)換為另一種形式，如編譯器將源代碼編譯成機器代碼，流程是將源代碼解析成解析樹，將解析樹翻譯成機器代碼文檔。
編譯流程：Source Code -> Parsing->Parse Tree -> Translation -> Machine Code
解析器類型
兩種基本的解析器類型：自上而下解析器，自下而上解析器
自上而下就是： 解析器從語法的高層結(jié)構(gòu)出發(fā)，嘗試從中找到匹配的結(jié)構(gòu)。
自下而上就是： ?解析器從低層規(guī)則出發(fā)，將輸入內(nèi)容逐步轉(zhuǎn)化為語法規(guī)則，直至滿足高層規(guī)則。
你知道一種工具叫解析器生成器嗎，它能夠幫助你生成解析器，你只要向它提供你所使用的語言的語法，即詞匯和語法規(guī)則，然后就會生成相應的解析器。
你暈了嗎？可以點擊這里查看：瀏覽器的工作原理：新式網(wǎng)絡(luò)瀏覽器幕后揭秘 https://www.html5rocks.com/zh/tutorials/internals/howbrowserswork/
渲染機制
瀏覽器從接收到頁面開始到頁面顯示，這整個過程中的所有步驟，稱 關(guān)鍵渲染路徑 ，一般分為兩步：頁面內(nèi)容加載完成和頁面資源完成，分別對應于DOMContentLoaded和Load
關(guān)鍵：網(wǎng)頁的渲染過程如下，包含頁面加載和頁面渲染兩個過程。
頁面加載過程是，從服務器請求資源并構(gòu)建DOM樹的過程，網(wǎng)頁渲染過程指的是通過DOM樹渲染出視圖內(nèi)容。
首先 瀏覽器加載網(wǎng)頁內(nèi)容，使用HTML解釋器?將網(wǎng)頁?轉(zhuǎn)變 為一系列的 token，再根據(jù)token 構(gòu)建 dom 樹， 當一個可見的 dom 節(jié)點 插入到dom 樹時，瀏覽器會構(gòu)建一個renderObject 節(jié)點并將其插入到 render 樹中。
Render 樹包含節(jié)點的樣式信息，可以簡單理解為 dom + css構(gòu)成。Render樹將交由排版引擎處理，計算出每一個RenderObject 節(jié)點的大小和位置等信息，然后再交給由渲染引擎完成頁面的內(nèi)容繪制。
DOM + CSS -> Render Tree
復習一下整個關(guān)鍵渲染包括：
解析HTML，生成DOM樹(DOM)
解析CSS，生成CSSOM樹
將DOM和CSSOM合并，生成渲染樹(Rendere-Tree)
計算渲染樹的布局Layout
將布局渲染到屏幕上Paint
那么要問了，為什么要了解瀏覽器渲染頁面機制呢？
了解渲染機制，主要還是為了性能的優(yōu)化：
了解瀏覽器如何進行加載，引用外部樣式文件，JS文件時，將它們放到合適的位置，是瀏覽器最快的速度讓文件加載完畢；了解瀏覽器如何進行解析，選擇最優(yōu)的寫法，構(gòu)建DOM結(jié)構(gòu)，組織CSS選擇器的時候，是為了提高瀏覽器的解析速率；了解瀏覽器如何進行渲染，是可以減少“重繪”，“重新布局”的消耗。
那么上面一直說了解渲染機制，出現(xiàn)的幾個基本概念，這里先弄明白：
DOM: Document Object Model，瀏覽器將HTML解析成樹形的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
CSSOM: CSS Object Model，瀏覽器將CSS解析成樹形的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
Render Tree: DOM和CSSOM合并生成Render Tree
Layout: 計算出Render Tree每個節(jié)點的具體位置
Painting: 通過顯卡，將Layout后的節(jié)點內(nèi)容分別呈現(xiàn)到屏幕上
當瀏覽器獲取HTML文件后，會自上而下加載并在加載過程中進行解析和渲染；加載就是獲取資源的過程；如果在加載過程中遇到外部的css文件和圖片，瀏覽器會另外發(fā)送一個請求，去獲取css文件和圖片，這個請求是異步的，并不會影響HTML文件的加載；但如果遇到JavaScript文件，HTML文件會掛起渲染的進程，等待JavaScript文件加載完畢后，再繼續(xù)進行渲染。
為什么需要等待JavaScript呢？
因為JavaScript可能會修改dom，導致后面的HTML資源白白加載，需要等待JavaScript文件加載完成后，再繼續(xù)渲染，so，JavaScript文件一般寫在底部body標簽前的原因。
說說瀏覽器頁面渲染：
第一步：在CSS資源還沒有請求回來之前，先生成DOM樹；
第二步：當所有的CSS請求回來之后，瀏覽器按照CSS的導入順序，依次進行渲染，最后生成CSSOM樹；
第三步：把DOM樹和CSSOM樹結(jié)合在一起，生成有樣式，有結(jié)構(gòu)的RENDER TREE渲染樹；
最后一步：瀏覽器按照渲染樹，在頁面中進行渲染和解析
由于渲染機制過于復雜，渲染模塊在在執(zhí)行過程中劃分了很多階段，通過《瀏覽器工作原理與實踐》-渲染流程上分：構(gòu)建DOM樹，樣式計算，布局階段；渲染流程下分：分層，圖層繪制，柵格化(raster)操作，合成和顯示。
整個渲染流程，從HTML到DOM、樣式計算、布局、圖層、繪制、光柵化、合成和顯示。
面試一問：為什么要構(gòu)建DOM樹？
答：因為瀏覽器不能直接理解和使用HTML，so，需要將HTML轉(zhuǎn)換為瀏覽器能夠理解的結(jié)構(gòu)，即是DOM樹(樹結(jié)構(gòu)一般都了解了的)。
為了了解完整的DOM樹結(jié)構(gòu)，可以打開Chrome的“開發(fā)者工具”，或按F12，如圖下：
接下來要讓DOM節(jié)點擁有正確的樣式，這就需要樣式計算了。
樣式計算的目的是為了計算出DOM節(jié)點中每個元素的具體樣式：三步走
把CSS轉(zhuǎn)換為瀏覽器能夠理解的結(jié)構(gòu)
轉(zhuǎn)換樣式表中的屬性值，使其標準化
計算出DOM樹中每個節(jié)點的具體樣式(涉及到CSS的繼承規(guī)則和層疊規(guī)則)
當渲染引擎接收到CSS文本時，會執(zhí)行一個轉(zhuǎn)換操作，將CSS文本轉(zhuǎn)換為瀏覽器可以理解的結(jié)構(gòu)——styleSheets。屬性值標準化的過程：將所有值轉(zhuǎn)換為渲染引擎容易理解的、標準化的計算值。
DOM元素最終計算的樣式如圖：
布局階段
布局：計算出DOM樹中可見元素的幾何位置，第一創(chuàng)建布局樹(構(gòu)建一棵只包含可見元素布局樹)，第二布局計算。
面試問題：CSS加載會阻塞頁面顯示嗎？
css加載不會阻塞DOM樹的解析
css加載會阻塞DOM樹的渲染
css加載會阻塞后面js語句的執(zhí)行
so，為了避免讓用戶看到長時間的白屏時間，應該提高css的加載速度。
為了防止css阻塞，引起頁面白屏，可以提高頁面加載速度
使用cdn
對css進行壓縮
合理利用緩存
減少http請求，將多個css文件合并
面試問題：下載CSS文件阻塞了，會阻塞DOM樹的合成嗎？會阻塞頁面的顯示嗎？
答：不會阻塞dom樹構(gòu)建的，因為HTML轉(zhuǎn)化為dom樹的過程，發(fā)現(xiàn)文件請求會交給網(wǎng)絡(luò)進程去請求對應文件，渲染進程繼續(xù)解析HTML。
會阻塞頁面的顯示，當計算樣式的時候需要等待css文件的資源進行層疊樣式，資源阻塞了，會進行等待，直到網(wǎng)絡(luò)超時，network報出錯誤，渲染進程繼續(xù)層疊樣式計算。
說了DOM生成、樣式計算和布局三個階段，接下來說說后面的階段。
說說分層：渲染引擎給頁面分了很多圖層，這些圖層按照一定順序疊加在一起，就形成了最終的頁面。完成圖層樹的構(gòu)建后，渲染引擎會對圖層樹中的每個圖層進行繪制，為圖層繪制。然后進行柵格化(raster)操作(繪制列表只是用來記錄繪制順序和繪制指令的列表，而實際上繪制操作是由渲染引擎中的合成線程來完成的)，最后合成與顯示。
頁面渲染機制圖如下：
渲染過程圖如下：
瀏覽器渲染過程如下：
這里重點要說(重新說一下)兩個概念回流和重繪：
當render tree中的一部分因為元素的規(guī)模尺寸，布局，隱藏等改變而需要重新構(gòu)建。這就稱為回流(reflow)。
每個頁面至少需要一次回流，就是在頁面第一次加載的時候。
在回流的時候，瀏覽器會使渲染樹中受到影響的部分失效，并重新構(gòu)造這部分渲染樹，完成回流后，瀏覽器會重新繪制受影響的部分到屏幕中，該過程成為重繪。
當render tree中的一些元素需要更新屬性，而這些屬性只是影響元素的外觀，風格，而不會影響布局的，比如background-color。就叫稱為重繪。
本篇文章的最后，留下一道思考題：減少重繪/重排能優(yōu)化Web性能嗎？如何能減少重繪/重排？
參考資料
https://www.cnblogs.com/jianjie/p/13229789.html
https://zhuanlan.zhihu.com/p/26105913
瀏覽器工作原理與實踐
https://segmentfault.com/a/1190000018811208
總結(jié)
以上就是今天要講的內(nèi)容，本文簡單介紹了Chrome瀏覽器的渲染原理流程。如果你覺得這篇文章對你有幫助的話，也歡迎把它分享給更多的朋友。
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總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的浏览器渲染机制面试_面试官不讲码德，问我Chrome浏览器的渲染原理（6000字长文）...的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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