在上一篇文章中我们介绍了导航相关的流程,那导航被提交后又会怎么样呢?就进入了渲染阶段。这个阶段很重要,了解其相关流程能让你“看透”页面是如何工作的,有了这些知识,你可以解决一系列相关的问题,比如能熟练使用开发者工具,因为能够理解开发者工具里面大部分项目的含义,能优化页面卡顿问题,使用 JavaScript 优化动画流程,通过优化样式表来防止强制同步布局,等等。
既然它的功能这么强大,那么今天,我们就来好好聊聊渲染流程。
通常,我们编写好 HTML、CSS、JavaScript 等文件,经过浏览器就会显示出漂亮的页面(如下图所示),但是你知道它们是如何转化成页面的吗?这背后的原理,估计很多人都答不上来。
从图中可以看出,左边输入的是 HTML、CSS、JavaScript 数据,这些数据经过中间渲染模块的处理,最终输出为屏幕上的像素。
这中间的渲染模块就是我们今天要讨论的主题。为了能更好地理解下文,你可以先结合下图快速抓住 HTML、CSS 和 JavaScript 的含义:
从上图可以看出,HTML 的内容是由标记和文本组成。标记也称为标签,每个标签都有它自己的语义,浏览器会根据标签的语义来正确展示 HTML 内容。比如上面的
标签是告诉浏览器在这里的内容需要创建一个新段落,中间的文本就是段落中需要显示的内容。
如果需要改变 HTML 的字体颜色、大小等信息,就需要用到 CSS。CSS 又称为层叠样式表,是由选择器和属性组成,比如图中的 p 选择器,它会把 HTML 里面
标签的内容选择出来,然后再把选择器的属性值应用到
标签内容上。选择器里面有个 color 属性,它的值是 red,这是告诉渲染引擎把
标签的内容显示为红色。
至于 JavaScript(简称为 JS),使用它可以使网页的内容“动”起来,比如上图中,可以通过 JavaScript 来修改 CSS 样式值,从而达到修改文本颜色的目的。搞清楚 HTML、CSS 和 JavaScript 的含义后,那么接下来我们就正式开始分析渲染模块了。
由于渲染机制过于复杂,所以渲染模块在执行过程中会被划分为很多子阶段,输入的 HTML 经过这些子阶段,最后输出像素。我们把这样的一个处理流程叫做渲染流水线,其大致流程如下图所示:
按照渲染的时间顺序,流水线可分为如下几个子阶段:构建 DOM 树、样式计算、布局阶段、分层、绘制、分块、光栅化和合成。内容比较多,我会用两篇文章来为你详细讲解这各个子阶段。接下来,在介绍每个阶段的过程中,你应该重点关注以下三点内容:
- 开始每个子阶段都有其输入的内容;
- 然后每个子阶段有其处理过程;
- 最终每个子阶段会生成输出内容。
理解了这三部分内容,能让你更加清晰地理解每个子阶段。
构建 DOM 树
为什么要构建 DOM 树呢?这是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。
这里我们还需要简单介绍下什么是树结构**,为了更直观地理解,你可以参考下面我画的几个树结构:
从图中可以看出,树这种结构非常像我们现实生活中的“树”,其中每个点我们称为节点,相连的节点称为父子节点。树结构在浏览器中的应用还是比较多的,比如下面我们要介绍的渲染流程,就在频繁地使用树结构。
接下来咱们还是言归正传,来看看 DOM 树的构建过程,你可以参考下图:
从图中可以看出,构建 DOM 树的输入内容是一个非常简单的 HTML 文件,然后经由 HTML 解析器解析,最终输出树状结构的 DOM。
为了更加直观地理解 DOM 树,你可以打开 Chrome 的“开发者工具”,选择“Console”标签来打开控制台,然后在控制台里面输入“document”后回车,这样你就能看到一个完整的 DOM 树结构,如下图所示:
图中的 document 就是 DOM 结构,你可以看到,DOM 和 HTML 内容几乎是一样的,但是和 HTML 不同的是,DOM 是保存在内存中树状结构,可以通过 JavaScript 来查询或修改其内容。
那下面就来看看如何通过 JavaScript 来修改 DOM 的内容,在控制台中输入:
document.getElementsByTagName("p")[0].innerText = "black"
这行代码的作用是把第一个
标签的内容修改为 black,具体执行结果你可以参考下图:
从图中可以看出,在执行了一段修改第一个
标签的 JavaScript 代码后,DOM 的第一个 p 节点的内容成功被修改,同时页面中的内容也被修改了。
好了,现在我们已经生成 DOM 树了,但是 DOM 节点的样式我们依然不知道,要让 DOM 节点拥有正确的样式,这就需要样式计算了。
样式计算(Recalculate Style)
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,这个阶段大体可分为三步来完成。
1. 把 CSS 转换为浏览器能够理解的结构
那 CSS 样式的来源主要有哪些呢?你可以先参考下图:
从图中可以看出,CSS 样式来源主要有三种:
- 通过 link 引用的外部 CSS 文件