JavaScript深入浏览器的渲染原理

网页的解析过程

输入域名-->DNS域名解析-->IP地址-->找到对应的服务器-->服务器会返回一个html文件-->解析html文件如果遇到link标签下载CSS文件并解析,同时继续解析html文件,如果遇到script标签下载js文件并解析等到js文件下载解析好了以后继续解析html并生成DOMTree,等到css解析完成以后会形成CSSOMTree并且与DOMtree结合形成RenderTree-->RenderTree再进行布局和绘制最终出现在屏幕上

渲染页面的详细流程

解析一：HTML解析过程

◼ 因为默认情况下服务器会给浏览器返回index.html文件，所以解析HTML是所有步骤的开始：
◼ 解析HTML，会构建DOM Tree：

解析二–生成CSS规则

◼ 在解析的过程中，如果遇到CSS的link元素，那么会由浏览器负责下载对应的CSS文件：
    注意：下载CSS文件是不会影响DOM的解析的；
◼ 浏览器下载完CSS文件后，就会对CSS文件进行解析，解析出对应的规则树：
    我们可以称之为CSSOM（CSS Object Model，CSS对象模型）；

script元素和页面解析的关系

◼ 我们现在已经知道了页面的渲染过程，但是JavaScript在哪里呢？
    事实上，浏览器在解析HTML的过程中，遇到了script元素是不能继续构建DOM树的；
    它会停止继续构建，首先下载JavaScript代码，并且执行JavaScript的脚本；
    只有等到JavaScript脚本执行结束后，才会继续解析HTML，构建DOM树；
◼ 为什么要这样做呢？
    这是因为JavaScript的作用之一就是操作DOM，并且可以修改DOM；
    如果我们等到DOM树构建完成并且渲染再执行JavaScript，会造成严重的回流和重绘，影响页面的性能；
    所以会在遇到script元素时，优先下载和执行JavaScript代码，再继续构建DOM树；
◼ 但是这个也往往会带来新的问题，特别是现代页面开发中：
    在目前的开发模式中（比如Vue、React），脚本往往比HTML页面更“重”，处理时间需要更长；
    所以会造成页面的解析阻塞，在脚本下载、执行完成之前，用户在界面上什么都看不到；
◼ 为了解决这个问题，script元素给我们提供了两个属性（attribute）：defer和async。

defer和async属性

defer属性

◼ defer 属性告诉浏览器不要等待脚本下载，而继续解析HTML，构建DOM Tree。
    脚本会由浏览器来进行下载，但是不会阻塞DOM Tree的构建过程；
    如果脚本提前下载好了，它会等待DOM Tree构建完成，在DOMContentLoaded事件之前先执行defer中的代码；
◼ 所以DOMContentLoaded总是会等待defer中的代码先执行完成
    <script src="./js/test.js" defer></script>

◼ 另外多个带defer的脚本是可以保持正确的顺序执行的。
◼ 从某种角度来说，defer可以提高页面的性能，并且推荐放到head元素中；
◼ 注意：defer仅适用于外部脚本，对于script默认内容会被忽略

async属性

◼ async 特性与 defer 有些类似，它也能够让脚本不阻塞页面。
◼ async是让一个脚本完全独立的：
  
    浏览器不会因async 脚本而阻塞（与defer 类似）；
    async脚本不能保证顺序，它是独立下载、独立运行，不会等待其他脚本；
    async不会能保证在DOMContentLoaded之前或者之后执行；
◼ defer通常用于需要在文档解析后操作DOM的JavaScript代码，并且对多个script文件有顺序要求的；
◼ async通常用于独立的脚本，对其他脚本，甚至DOM没有依赖的

解析三–构建Render Tree

◼ 当有了DOM Tree和CSSOM Tree后，就可以两个结合来构建Render Tree了
◼ 注意一：link元素不会阻塞DOM Tree的构建过程，但是会阻塞Render Tree的构建过程
    这是因为Render Tree在构建时，需要对应的CSSOM Tree；
◼ 注意二：Render Tree和DOM Tree并不是一一对应的关系，比如对于display为none的元素，压根不会出现在render tree中；

解析四–布局（layout）和绘制（Paint）

◼ 第四步是在渲染树（Render Tree）上运行布局（Layout）以计算每个节点的几何体。
    渲染树会表示显示哪些节点以及其他样式，但是不表示每个节点的尺寸、位置等信息；
    布局是确定渲染树中所有节点的宽度、高度和位置信息；
◼ 第五步是将每个节点绘制（Paint）到屏幕上
    在绘制阶段，浏览器将布局阶段计算的每个frame转为屏幕上实际的像素点；
    包括将元素的可见部分进行绘制，比如文本、颜色、边框、阴影、替换元素（比如img）

回流和重绘解析

回流

◼ 理解回流reflow：（也可以称之为重排）
    第一次确定节点的大小和位置，称之为布局（layout）。
    之后对节点的大小、位置修改重新计算称之为回流。
◼ 什么情况下引起回流呢？
    比如DOM结构发生改变（添加新的节点或者移除节点）；
    比如改变了布局（修改了width、height、padding、font-size等值）
    比如窗口resize（修改了窗口的尺寸等）
    比如调用getComputedStyle方法获取尺寸、位置信息；
◼ 理解重绘repaint：
    第一次渲染内容称之为绘制（paint）。
    之后重新渲染称之为重绘。
◼ 什么情况下会引起重绘呢？
    比如修改背景色、文字颜色、边框颜色、样式等；

重绘

◼ 回流一定会引起重绘，所以回流是一件很消耗性能的事情。
◼ 所以在开发中要尽量避免发生回流：
◼ 1.修改样式时尽量一次性修改
    比如通过cssText修改，比如通过添加class修改
◼ 2.尽量避免频繁的操作DOM
    我们可以在一个DocumentFragment或者父元素中将要操作的DOM操作完成，再一次性的操作；
◼ 3.尽量避免通过getComputedStyle获取尺寸、位置等信息；
◼ 4.对某些元素使用position的absolute或者fixed
    并不是不会引起回流，而是开销相对较小，不会对其他元素造成影响。

合成和性能优化

特殊解析–composite合成
◼ 绘制的过程，可以将布局后的元素绘制到多个合成图层中。
    这是浏览器的一种优化手段；
◼ 默认情况下，标准流中的内容都是被绘制在同一个图层（Layer）中的；
◼ 而一些特殊的属性，会创建一个新的合成层（CompositingLayer），并且新的图层可以利用GPU来加速绘制；
    因为每个合成层都是单独渲染的；
◼ 那么哪些属性可以形成新的合成层呢？常见的一些属性：
    3D transforms
    video、canvas、iframe
    opacity 动画转换时；
    position: fixed
    will-change：一个实验性的属性，提前告诉浏览器元素可能发生哪些变化；
    animation 或 transition 设置了opacity、transform；
◼ 分层确实可以提高性能，但是它以内存管理为代价，因此不应作为web 性能优化策略的一部分过度使用。