前端运行机制--页面渲染流程

浏览器渲染页面的原理及流程

浏览器将域名通过网络通信从服务器拿到html文件后，如何渲染页面呢？

1.根据html文件构建DOM树和CSSOM树。构建DOM树期间，如果遇到JS，阻塞DOM树及CSSOM树的构建，优先加载JS文件，加载完毕，再继续构建DOM树及CSSOM树。

2.构建渲染树（Render Tree）。

3.页面的重绘（repaint）与重排（reflow，也有称回流）。页面渲染完成后，若JS操作了DOM节点，根据JS对DOM操作动作的大小，浏览器对页面进行重绘或是重排。

一、构建DOM树及CSSOM树

1.1构建DOM树

HTML 文档中的所有内容皆是节点，各节点之间拥有层级关系，如父子关系、兄弟关系等，彼此相连，构成DOM树。最常见的几种节点有：文档节点、元素节点、文本节点、属性节点、注释节点。

DOM节点树中节点与HTML文档中内容一一对应，DOM树构建过程：读取html文档，将字节转换成字符，确定tokens（标签），再将tokens转换成节点，以节点构建 DOM 树。如下图所示：

1.2构建CSSOM树

CSS文档中，所有元素皆是节点，与HTML文件中的标签节点一一对应。CSS中各节点之间同样拥有层级关系，如父子关系、兄弟关系等，彼此相连，构成CSSOM树。

在构建DOM树的过程中，在 HTML 文档的 head 标签中遇到 link 标签，该标签引用了一个外部CSS样式表。由于预见到需要利用该CSS资源来渲染页面，浏览器会立即发出对该CSS资源的请求，并进行CSSDOM树的构建。

CSSOM树构建过程与DOM树构建流程一致：读取CSS文档，将字节转换成字符，确定tokens（标签），再将tokens转换成节点，以节点构建 CSSOM 树。如下图所示：

CSS文件，又名层叠样式表。当CSSOM树生成节点时，每一个节点首先会继承其父节点的所有样式，层叠覆盖，然后再以"向下级联"的规则，为该节点应用更具体的样式，递归生成CSSOM树。譬如，上右图中第二层的p节点，有父节点body，因此该p将继承body节点的样式："font-size: 16px;"。然后再应用该p节点自身的样式："font-weight: bold;"。所以最终该p节点的样式为："font-size: 16px;font-weight: bold;"。

1.3加载JS

若在构建DOM树的过程中，当 HTML 解析器遇到一个 script 标记时，即遇到了js，将立即阻塞DOM树的构建，将控制权移交给 JavaScript 引擎，等到 JavaScript 引擎运行完毕，浏览器才会从中断的地方恢复DOM树的构建。
其根本原因在于，JS会对DOM节点进行操作，浏览器无法预测未来的DOM节点的具体内容，为了防止无效操作，节省资源，只能阻塞DOM树的构建。譬如，若不阻塞DOM树的构建，若JS删除了某个DOM节点A，那么浏览器为构建此节点A花费的资源就是无效的。

若在HTML头部加载JS文件，由于JS阻塞，会推迟页面的首绘。为了加快页面渲染，一般将JS文件放到HTML底部进行加载，或是对JS文件执行async或defer加载。

二、构建渲染树

渲染树（Render Tree）由DOM树、CSSOM树合并而成，但并不是必须等DOM树及CSSOM树加载完成后才开始合并构建渲染树。三者的构建并无先后条件，亦非完全独立，而是会有交叉，并行构建。因此会形成一边加载，一边解析，一边渲染的工作现象。

构建渲染树，根据渲染树计算每个可见元素的布局，并输出到绘制流程，将像素渲染到屏幕上。

三、页面的重绘（repaint）与重排（reflow）

3.1重绘（repaint）：屏幕的一部分要重绘。渲染树节点发生改变，但不影响该节点在页面当中的空间位置及大小。譬如某个div标签节点的背景颜色、字体颜色等等发生改变，但是该div标签节点的宽、高、内外边距并不发生变化，此时触发浏览器重绘（repaint）。

3.2重排（reflow）：也有称回流，当渲染树节点发生改变，影响了节点的几何属性（如宽、高、内边距、外边距、或是float、position、display：none;等等），导致节点位置发生变化，此时触发浏览器重排（reflow），需要重新生成渲染树。譬如JS为某个p标签节点添加新的样式："display:none;"。导致该p标签被隐藏起来，该p标签之后的所有节点位置都会发生改变。此时浏览器需要重新生成渲染树，重新布局，即重排（reflow）。

注意：重排必将引起重绘，而重绘不一定会引起重排。

何时回引起重排？

当页面布局和几何属性改变时就需要重排。下述情况会发生浏览器重排：

1、添加或者删除可见的DOM元素；

2、元素位置改变——display、float、position、overflow等等；

3、元素尺寸改变——边距、填充、边框、宽度和高度

4、内容改变——比如文本改变或者图片大小改变而引起的计算值宽度和高度改变；

5、页面渲染初始化；

6、浏览器窗口尺寸改变——resize事件发生时；

3.3如何减少和避免重排

Reflow 的成本比 Repaint 的成本高得多的多。一个节点的 Reflow 很有可能导致子节点，甚至父节点以及兄弟节点的 Reflow 。在一些高性能的电脑上也许还没什么，但是如果 Reflow 发生在手机上，那么这个过程是延慢加载和耗电的。----浏览器的渲染原理简介

1. 直接改变className，如果动态改变样式，则使用cssText（考虑没有优化的浏览器）；

2. 让要操作的元素进行”离线处理”，处理完后一起更新；

a) 使用DocumentFragment进行缓存操作,引发一次回流和重绘；
b) 使用display:none技术，只引发两次回流和重绘；
c) 使用cloneNode(true or false) 和 replaceChild 技术，引发一次回流和重绘；

3.不要经常访问会引起浏览器flush队列的属性，如果你确实要访问，利用缓存；

4. 让元素脱离动画流，减少回流的Render Tree的规模；

四、结尾

结合上文和我看到的一些文章，有以下几点可以优化渲染效率

1.合法地去书写 HTML 和 CSS ，且不要忘了文档编码类型。

2.样式文件应当在 head 标签中，而脚本文件在 body 结束前，这样可以防止阻塞的方式。

3.简化并优化CSS选择器，尽量将嵌套层减少到最小。

4.尽量减少在 JavaScript 中进行DOM操作。

5.修改元素样式时，更改其class属性是性能最高的方法。

6.尽量用 transform 来做形变和位移