程序员：HTML、CSS、JavaScript是如何变成页面的？

2019-12-05 16:48:03

程序猿的内心独白 20

从输入HTML、CSS、JavaScript到浏览器渲染出我们预期的效果，渲染流程分为这几个子阶段：构建DOM树、样式计算、布局阶段、分层、绘制、分块、光栅化和合成。

以下面这段html举例讲解这几个过程：

//aa.html

<!DOCTYPE html>

<head>

<title>Title</title>

</head>

<body>

<p id="p-one" style="color:red">hello</p>

</body>

</html>

//aa.css

#p-two {

font-size:2rem;

}

//aa.js

$("#p-three").bind("click", function() {

$("#p-three").css("color", "blue");

});

构建DOM树

因为浏览器⽆法直接理解和使⽤HTML，所以需要将HTML转换为浏览器能够理解的结构——DOM树。

样式计算

样式计算的⽬的是为了计算出DOM节点中每个元素的具体样式，分为三个步骤：

把CSS转换为浏览器能够理解的结构—styleSheets

2.转换样式表中的属性值，使其标准化,如:

font-size:2em->font-size:32px

p{color:blue}->p{color:rgb(0,0,255)}

div{font-weight:bold}->div{font-weight:700}

3.计算出DOM树中每个节点的具体样式，终输出的内容是每个DOM节点的样式，并被保存在ComputedStyle的结构内。

布局阶段

现在，以及有了DOM树和DOM树中元素的样式，但还不足以显示页面，因为还不知道DOM元素的几何位置信息，布局阶段就是需要计算出DOM树中元素的几何位置，包括以下几个步骤：

创建布局树

DOM树中包含很多不可见的标签，比如某个标签使用了属性"display:none"。所以在显示之前，还要额外地构建一棵只包含可见元素的布局树，浏览器创建布局树的大致流程为：遍历DOM树中所有可见节点，并加入布局树中，忽略不可见节点。

布局计算

计算每个元素的几何坐标位置，并将这些信息保存在布局树中。

小结前三个阶段：在HTML页面内容被提交给浏览器渲染引擎后，渲染引擎首先将HTML解析为浏览器可以理解的DOM；然后根据CSS样式表，计算出DOM数所有节点的样式；接着又计算每个元素的几何坐标位置，并将这些信息保存在布局树中。

分层

有了每个元素的样式和位置信息，但还是不能开始着手绘制页面，因为页面中还有很多复杂的效果，如3D变化、页面滚动等，为了实现这些效果，渲染引擎还需要为特定节点生成专门的图层，并生成一颗对应的图层树，即有些元素实际上是被分成了很多层，这些图层叠加后合成了终的页面。只要满足下面两个条件之一的元素就会可以生成一个对应的图层：

拥有层叠上下文属性的元素会被提升为单独的一层

从图中可以看出，明确定位属性的元素、定义透明属性的元素、使用CSS滤镜的元素等，都拥有层叠上下文属性。

需要裁减的地方也会被创建为图层

举例：在css中指定了一个div大width和height属性后，如果div子元素p标签的文字内容超过了widthheight大小，就会只把能在widthheight面积内能显示的内容显示出来，其他内容被裁减掉了。

图层绘制

有了图层树之后，渲染引擎会对图层树中的每个图层进行绘制。图层绘制阶段，就是输入各种绘制指令组成的列表（注意，这个阶段还不是真正地着手绘制）。

在原aa.html文件中添加代码<div style="width:300px;height:300px;background: green;">pp</div>下图中，红色区域就是绘制列表，粉色区域显示的是绘制过程，可点击任何一个绘制过程查看。

分块和栅格化操作

绘制列表只是用来记录绘制顺序和绘制指令，而实际绘制操作是由渲染引擎中的合成线程来完成的。当图层的绘制列表准备好之后，主线程就会把绘制列表提交给合成线程。合成线程会将图层划分为图块，视口（就是当前窗口可见的区域）附近的图块优先生产位图，生产位图的操作实际由栅格化来执行（栅格化的具体含义可自行百度）。渲染进维护了一个栅格化线程池，所有的图块栅格化都是在线程池内执行的，该过程会使用GPU来加速，生产的位图被保存在GPU内存中。

合成和显示

当所有图块都被光栅化（栅格化）后，合成线程就会生成绘制图块的命令，然后该命令提交给浏览器进程（这里简单说下Chrome浏览器多进程架构，其将浏览器分为：渲染进程、插件进程、GPU进程和浏览器主进程，浏览器主进程包含UI模块、网络模块、文件模块等），浏览器进程将其页面内容绘制到内存中，后再将内存内容显示在屏幕上。

至此，HTML+CSS+JavaScript就能生成我们所看见的页面了。

总结

一个完整的渲染流程大致如下：