「瀏覽器」HTML、CSS和JS如何變成頁面的？

們經常寫 HTML 、 CSS 和 JavaScript ，寫好這些之后，我們就會在瀏覽器中看到頁面，那瀏覽器究竟在這背后做了一些什么事情呢？本篇文章將揭曉答案！

了解瀏覽器的渲染原理是我們在通往更深層次的前端開發中不可缺少的，它可以讓我們從更深層次、角度去考慮性能優化等～

下面進入正文～

進程、線程

瀏覽器會分配一個線程“自上而下，從左到右”依次解析和渲染代碼，那么進程和線程是什么，它們之間有著怎樣的關系呢？

進程

一個進程就是一個程序運行的實例。當啟動一個程序的時候，操作系統會為該程序創建一塊內存，用來存放代碼，運行中的數據和一個執行任務的主線程，這樣的一個運行環境就叫進程

線程

線程不能單獨存在，它是由進程來啟動和管理的。線程依附于進程，進程中使用多線程并行處理能提升運算效率

兩者之間的關系

1、進程中的任意一線程執行出錯，都會導致整個進程的崩潰

2、線程之間可以共享數據

3、當一個進程關閉后，操作系統會回收進程所占用的內存

4、進程之間的內容相互隔離

渲染機制

從HTML、CSS和JavaScript開始

了解瀏覽器的渲染原理，我們就要從理解 HTML 、 CSS 和 JavaScrip 開始，我們先來看一張圖

HTML (超文本標記語言)，顧名思義，由標記（標簽）和文本組成，每個標簽都有自己的語意，瀏覽器會根據標簽和文本展示對應的內容。

CSS (層疊樣式表)，由選擇器和屬性組成，它可以改變 HTML 的樣式，比如上圖中，我們改變了 span 的顏色由藍色為綠色。

JavaScript ，我們可以通過 JS 完成很多事情，例如上圖中修改樣式。

下面開始分析渲染的原理

渲染流水線

渲染模塊由于渲染的機制的復雜，被劃分為了很多子階段，輸入的 HTML 經過這些子階段，最后會輸出為像素。這樣的處理流程就叫做 渲染流水線

按照渲染的時間順序，流水線可分為幾個子階段：構建 DOM 樹、樣式計算、布局階段、分層、繪制、分塊、光柵化和合成

構建DOM樹

由于瀏覽器無法直接理解和使用 HTML ,所以需要將 HTML 轉換為瀏覽器能夠理解的結構（ DOM 樹）

樹結構示意圖

DOM樹的構建過程

我們來分析一下下面這段代碼會構建出一棵什么樣的 DOM 樹

我們先將上面的代碼運行，然后在瀏覽器控制臺輸入 document ，看看會有什么效果

我們一層級一層級的打開就會看到如上圖的效果，我們可以根據這每一層級展開的效果，繪制出一棵 DOM 樹結構，如下：

接下來，我們試一下利用 JS 修改一下內容，看有什么改變：

我們可以看到“瀏覽器”的文字變成了“chrome”

再來看一下 DOM 樹是否有改變

我們看到在“瀏覽器”的位置換成了“chrome”，那么如何讓 DOM 節點擁有樣式？

樣式計算

樣式計算，顧名思義，就是 計算出 DOM 節點中每個元素的具體樣式 ，這個階段會分為三部分：

把 CSS 轉換為瀏覽器能夠理解的結構
轉換樣式表中的屬性值，使其標準化
計算出 DOM 樹中每個節點的樣式

CSS樣式來源

link 導入外部樣式資源

瀏覽器會新開辟一個線程，去服務器獲取對應的資源文件（不阻礙主線程的渲染）

style 內嵌樣式

從上到下解析，解析完繼續解析 DOM 結構。在真實項目中，如果 css 代碼不是很多，或是移動端項目，我們應該使用內嵌式，以此來減少 http 資源的請求，提高頁面渲染速度

行內樣式
@import 導入

它是同步的，不會開辟新線程去加載資源文件，而是讓主線程去獲取，這阻礙 DOM 結構的繼續渲染；只有把外部樣式導入進來，并且解析后，才會繼續渲染 DOM 結構

把CSS轉換為瀏覽器能夠理解的結構

瀏覽器就像不能理解 HTML 一樣，不理解 CSS ，所以當渲染引擎接收到 CSS 文件時，會執行轉換操作，將 CSS 文本轉換為瀏覽器可以理解的 styleSheets 結構。

在 HTML 中，在瀏覽器中輸入 document 可以查看 html 的結構。在 css 中，可以輸入 document.styleSheets 看到 css 的結構

現在的結構是空的，我們來加一些樣式，看看效果

轉換樣式表中的屬性值，使其標準化

屬性值標準化就是將所有值轉換為渲染引擎容易理解的、標準化的計算值。我們大致看一下效果：

標準化前

body {
    font-size: 2em;
    color: black;
    font-weight: bold;
    ...
}
復制代碼

標準化后

body {
    font-size: 16px;
    color: rgb(0, 0, 0);
    font-weight: 700;
    ...
}
復制代碼

計算出DOM樹中每個節點的具體樣式

樣式計算有兩個CSS的規則：繼承規則和層疊規則

CSS繼承規則

CSS 繼承就是每個 DOM 節點都包含有父節點的樣式。我們來看一下下面這段代碼中如何應用到 DOM 節點上

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Document</title>
    <style>
        h1 {
            color: red;
        }

        div {
            color: blue;
        }

        span {
            font-size: 16px;
        }
    </style>
</head>
<body>
    <h1>掘金</h1>
    <div>
        <span>瀏覽器</span>
        <span>渲染原理</span>
        構建DOM樹
    </div>
</body>
</html>
復制代碼

子節點會擁有父節點的樣式，由此我們可以畫出這樣一張圖

我們還可以打開控制臺，看一下選中 span 標簽，都會看到哪些內容

通過上圖，我們可看到一個元素的樣式、繼承過程等， userAgent 樣式是瀏覽器默認的內置樣式，如果我們不提供任何樣式，就會使用此樣式。

樣式層疊規則

層疊在 CSS 處于核心地位，它是 CSS 的一個基本特征，它定義了如何合并來自多個源的屬性值的算法。

樣式計算階段最終輸出的內容是每個 DOM 節點的樣式，并且保存在了 ComputedStyle 中。我們可以通過控制臺看到某個 DOM 元素最終的計算樣式

布局階段

現在我們不知道 DOM 元素的幾何位置信息，所以現在我們需要計算出 DOM 樹中可見元素的幾何位置，這個計算過程就叫做布局。布局階段有兩個過程：

創建布局樹
布局計算

創建布局樹

創建布局樹的意思就是創建一棵只包含可見元素的樹。我們來看下面一段代碼創建布局樹的過程

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Document</title>
    <style>
        h1 {
            color: red;
        }

        div {
            color: blue;
        }

        div span {
            font-size: 16px;
        }

        div span:last-child {
            display: none;
        }
    </style>
</head>
<body>
    <h1>掘金</h1>
    <div>
        <span>瀏覽器</span>
        <span>渲染原理</span>
        構建DOM樹
    </div>
</body>
</html>
復制代碼

構建布局樹的過程中， DOM 樹中所有不可見的節點都不會包含在這棵樹中。瀏覽器會遍歷 DOM 樹中所有能看見的節點，然后把這些節點加入到布局中；不可見的節點就會被忽略， head 標簽下面的內容、 div 下最后一個 span 節點都不會在布局樹中，我們看一下這個過程圖感受一下～

布局計算

布局計算就是計算布局樹節點的坐標位置。這個計算過程極為復雜。

分層

渲染引擎會為特定的節點生成專用的圖層，并生成一棵對應的圖層樹。這樣做是因為頁面中可能含有很多復雜的效果，我們可以打開控制臺看一下頁面的分層情況

我們可以看到，渲染引擎給頁面分了很多圖層，這些圖層會按照一定順序疊加在一起，形成最終的頁面

那么圖層的來源有哪些？

1、擁有層疊上下文屬性的元素會被提升為單獨的一層

層疊上下文可以使能夠使 HTML 元素具有三維的概念，這些 HTML 元素按照自身屬性的優先級分布在垂直于這個二維平面的 z 軸上。哪些元素具有層疊上下文屬性？

2、需要剪裁的地方會被創建為圖層

當我們創建一個有寬度和高度的 div 時，里面的文字內容可能會超出這個區域，這時候渲染引擎會把裁剪文字內容的一部分用于顯示在 div 區域，例如

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>Document</title>
    <style>
        div {
            width: 100px;
            height: 100px;
            background: yellow;
            overflow: auto;
        }
    </style>
</head>
<body>
    <div>
        我們經常寫`HTML`、`CSS`和`JavaScript`，寫好這些之后，我們就會在瀏覽器中看到頁面，那瀏覽器究竟在這背后做了一些什么事情呢？本篇文章將揭曉答案！

        了解瀏覽器的渲染原理是我們在通往更深層次的前端開發中不可缺少的，它可以讓我們從更深層次、角度去考慮性能優化等～
    </div>
</body>
</html>
復制代碼

運行結果

我們再打開控制臺的 layers 看一下效果

可以看到渲染引擎為文字部分單獨創建了一個圖層。

在布局樹中的節點如果擁有對應的圖層，這個節點就是一個圖層，如果沒有，這個節點就屬于父節點的圖層，如下圖：

圖層繪制

創建好圖層樹后，渲染引擎會繪制圖層樹中的每個圖層。渲染引擎會將圖層繪制分解為很多小的繪制指令，然后將這些指令按照順序組成待繪制列表，我們可以打開控制臺的 layers ，選擇 document 層，看一下效果

柵格化操作

柵格化就是將圖塊轉換位位圖，圖塊是柵格化執行的最小單位。渲染進程維護了一個柵格化的線程池，所有圖塊的柵格化都是在線程池內執行的。

圖層繪制列表準備好之后，主線程會把這個繪制列表提交給合成線程，繪制操作由渲染引擎中的合成線程來完成。

合成線程將圖層劃分為圖塊，然后合成線程會按照視口（可見區域）附近的圖塊優先生成位圖。

合成與顯示

所有的圖塊都被光柵化后，合成線程會生成一個繪制圖塊的命令（ DrawQuad ），然后將該命令提交給瀏覽器進程。瀏覽器進程里面 viz 組件用來接收 DrawQuad 命令，將其頁面內容繪制到內存中，最后將內存顯示到屏幕。這個時候，我們就看到了頁面

完善渲染流水線示意圖

根據上文中描述，我們可以畫出這樣一張圖

我還在網上找到了另外一張圖

這兩張圖都是描述瀏覽器的渲染流程的。

家好，我是皮皮。

前言

對于前端來說，HTML 都是最基礎的內容。

今天，我們來了解一下 HTML 和網頁有什么關系，以及與 DOM 有什么不同。通過本講內容，你將掌握瀏覽器是怎么處理 HTML 內容的，以及在這個過程中我們可以進行怎樣的處理來提升網頁的性能，從而提升用戶的體驗。

一、瀏覽器頁面加載過程

不知你是否有過這樣的體驗：當打開某個瀏覽器的時候，發現一直在轉圈，或者等了好長時間才打開頁面……

此時的你，會選擇關掉頁面還是耐心等待呢？

這一現象，除了網絡不穩定、網速過慢等原因，大多數都是由于頁面設計不合理導致加載時間過長導致的。

我們都知道，頁面是用 HTML/CSS/JavaScript 來編寫的。

HTML 的職責在于告知瀏覽器如何組織頁面，以及搭建頁面的基本結構；
CSS 用來裝飾 HTML，讓我們的頁面更好看；
JavaScript 則可以豐富頁面功能，使靜態頁面動起來。

HTML由一系列的元素組成，通常稱為HTML元素。HTML 元素通常被用來定義一個網頁結構，基本上所有網頁都是這樣的 HTML 結構：

<html>
    <head></head>
    <body></body>
</html>

其中：

html元素是頁面的根元素，它描述完整的網頁；
head元素包含了我們想包含在 HTML 頁面中，但不希望顯示在網頁里的內容；
body元素包含了我們訪問頁面時所有顯示在頁面上的內容，是用戶最終能看到的內容;

HTML 中的元素特別多，其中還包括可用于 Web Components 的自定義元素。

前面我們提到頁面 HTML 結構不合理可能會導致頁面響應慢，這個過程很多時候體現在<script>和<style>元素的設計上，它們會影響頁面加載過程中對 Javascript 和 CSS 代碼的處理。

因此，如果想要提升頁面的加載速度，就需要了解瀏覽器頁面的加載過程是怎樣的，從根本上來解決問題。

瀏覽器在加載頁面的時候會用到 GUI 渲染線程和 JavaScript 引擎線程（更詳細的瀏覽器加載和渲染機制將在第 7 講中介紹）。其中，GUI 渲染線程負責渲染瀏覽器界面 HTML 元素，JavaScript 引擎線程主要負責處理 JavaScript 腳本程序。

由于 JavaScript 在執行過程中還可能會改動界面結構和樣式，因此它們之間被設計為互斥的關系。也就是說，當 JavaScript 引擎執行時，GUI 線程會被掛起。

以網易云課堂官網為例，我們來看看網頁加載流程。

（1）當我們打開官網的時候，瀏覽器會從服務器中獲取到 HTML 內容。

（2）瀏覽器獲取到 HTML 內容后，就開始從上到下解析 HTML 的元素。

（3）<head>元素內容會先被解析，此時瀏覽器還沒開始渲染頁面。

我們看到<head>元素里有用于描述頁面元數據的<meta>元素，還有一些<link>元素涉及外部資源（如圖片、CSS 樣式等），此時瀏覽器會去獲取這些外部資源。除此之外，我們還能看到<head>元素中還包含著不少的<script>元素，這些<script>元素通過src屬性指向外部資源。

（4）當瀏覽器解析到這里時（步驟 3），會暫停解析并下載 JavaScript 腳本。

（5）當 JavaScript 腳本下載完成后，瀏覽器的控制權轉交給 JavaScript 引擎。當腳本執行完成后，控制權會交回給渲染引擎，渲染引擎繼續往下解析 HTML 頁面。

（6）此時<body>元素內容開始被解析，瀏覽器開始渲染頁面。

在這個過程中，我們看到<head>中放置的<script>元素會阻塞頁面的渲染過程：把 JavaScript 放在<head>里，意味著必須把所有 JavaScript 代碼都下載、解析和解釋完成后，才能開始渲染頁面。

到這里，我們就明白了：如果外部腳本加載時間很長（比如一直無法完成下載），就會造成網頁長時間失去響應，瀏覽器就會呈現“假死”狀態，用戶體驗會變得很糟糕。

因此，對于對性能要求較高、需要快速將內容呈現給用戶的網頁，常常會將 JavaScript 腳本放在<body>的最后面。這樣可以避免資源阻塞，頁面得以迅速展示。我們還可以使用defer/async/preload等屬性來標記<script>標簽，來控制 JavaScript 的加載順序。

百度首頁

三、DOM 解析

對于百度這樣的搜索引擎來說，必須要在最短的時間內提供到可用的服務給用戶，其中就包括搜索框的顯示及可交互，除此之外的內容優先級會相對較低。

瀏覽器在渲染頁面的過程需要解析 HTML、CSS 以得到 DOM 樹和 CSS 規則樹，它們結合后才生成最終的渲染樹并渲染。因此，我們還常常將 CSS 放在<head>里，可用來避免瀏覽器渲染的重復計算。

二、HTML 與 DOM 有什么不同

我們知道<p>是 HTML 元素，但又常常將<p>這樣一個元素稱為 DOM 節點，那么 HTML 和 DOM 到底有什么不一樣呢？

根據 MDN 官方描述：文檔對象模型（DOM）是 HTML 和 XML 文檔的編程接口。

也就是說，DOM 是用來操作和描述 HTML 文檔的接口。如果說瀏覽器用 HTML 來描述網頁的結構并渲染，那么使用 DOM 則可以獲取網頁的結構并進行操作。一般來說，我們使用 JavaScript 來操作 DOM 接口，從而實現頁面的動態變化，以及用戶的交互操作。

在開發過程中，常常用對象的方式來描述某一類事物，用特定的結構集合來描述某些事物的集合。DOM 也一樣，它將 HTML 文檔解析成一個由 DOM 節點以及包含屬性和方法的相關對象組成的結構集合。

三、DOM 解析

我們常見的 HTML 元素，在瀏覽器中會被解析成節點。比如下面這樣的 HTML 內容：

<html>
    <head>
        <title>標題</title>
    </head>
    <body>
        <a href='xx.com'>我的超鏈接</a>
        <h1>頁面第一標題</h1>
    </body>
</html>

打開控制臺 Elements 面板，可以看到這樣的 HTML 結構，如下圖所示：

在瀏覽器中，上面的 HTML 會被解析成這樣的 DOM 樹，如下圖所示：

我們都知道，對于樹狀結構來說，常常使用parent/child/sibling等方式來描述各個節點之間的關系，對于 DOM 樹也不例外。

舉個例子，我們常常會對頁面功能進行抽象，并封裝成組件。但不管怎么進行整理，頁面最終依然是基于 DOM 的樹狀結構，因此組件也是呈樹狀結構，組件間的關系也同樣可以使用parent/child/sibling這樣的方式來描述。同時，現在大多數應用程序同樣以root為根節點展開，我們進行狀態管理、數據管理也常常會呈現出樹狀結構。

四、事件委托

我們知道，瀏覽器中各個元素從頁面中接收事件的順序包括事件捕獲階段、目標階段、事件冒泡階段。其中，基于事件冒泡機制，我們可以實現將子元素的事件委托給父級元素來進行處理，這便是事件委托。

如果我們在每個元素上都進行監聽的話，則需要綁定三個事件;(假設頁面上有a,b,c三個兄弟節點)

function clickEventFunction(e) {
  console.log(e.target === this); // logs `true`
  // 這里可以用 this 獲取當前元素
}
// 元素a,b,c綁定
element2.addEventListener("click", clickEventFunction, false);
element5.addEventListener("click", clickEventFunction, false);
element8.addEventListener("click", clickEventFunction, false);

使用事件委托，可以通過將事件添加到它們的父節點，而將事件委托給父節點來觸發處理函數：

function clickEventFunction(event) {
  console.log(e.target === this); // logs `false`
  // 獲取被點擊的元素
  const eventTarget = event.target;
  // 檢查源元素`event.target`是否符合預期
  // 此處控制廣告面板的展示內容
}
// 元素1綁定
element1.addEventListener("click", clickEventFunction, false);

這樣能解決什么問題呢？

綁定子元素會綁定很多次的事件，而綁定父元素只需要一次綁定。
將事件委托給父節點，這樣我們對子元素的增加和刪除、移動等，都不需要重新進行事件綁定。

常見的使用方式主要是上述這種列表結構，每個選項都可以進行編輯、刪除、添加標簽等功能，而把事件委托給父元素，不管我們新增、刪除、更新選項，都不需要手動去綁定和移除事件。

如果在列表數量內容較大的時候，對成千上萬節點進行事件監聽，也是不小的性能消耗。使用事件委托的方式，我們可以大量減少瀏覽器對元素的監聽，也是在前端性能優化中比較簡單和基礎的一個做法。

注意:

如果我們直接在document.body上進行事件委托，可能會帶來額外的問題;
由于瀏覽器在進行頁面渲染的時候會有合成的步驟，合成的過程會先將頁面分成不同的合成層，而用戶與瀏覽器進行交互的時候需要接收事件。此時，瀏覽器會將頁面上具有事件處理程序的區域進行標記，被標記的區域會與主線程進行通信。
如果我們document.body上被綁定了事件，這時候整個頁面都會被標記;
即使我們的頁面不關心某些部分的用戶交互，合成器線程也必須與主線程進行通信，并在每次事件發生時進行等待。這種情況，我們可以使用passive: true選項來解決

五、總結

我們了解了 HTML 的作用，以及它是如何影響瀏覽器中頁面的加載過程的，同時還介紹了使用 DOM 接口來控制 HTML 的展示和功能邏輯。我們了解了DOM解析事件委托等相關概念。

面制作技術詳解

演示視頻在文章底部

1.頁面內容居中顯示方法

將這段代碼<div style="width:50%;margin:auto;">放置在<body>標簽之下。

將</div>放置在</body>之上。

將全部內容包裹在這個div中，就可以實現整個頁面居中。

內容顯示寬度為瀏覽器視窗寬度的50%。

margin（外邊距）是在CSS布局中經常用到的屬性，它指定了該div元素距離四周的距離。使用“auto”值，可以實現居中。

2.導航欄懸停頂端方法

把四個a標簽裝到一個div中。

將<div style="position:fixed; top:0px;">添加到<a style="margin: 0px 30px 0px 10px;" href="#chapter1">試飛進程</a>之上。

將</div>添加到<a style="margin: 0px 30px 0px 0px;"href="#chapter4">總體評價</a>之下。

position是css布局中指定位置的屬性，“fixed”值是讓該div懸停于固定位置。

默認下，該div距離視窗頂端有10px左右的距離，因此為了讓它與視窗頂部對齊，添加top：0px。

3.鼠標滑過導航標題或鏈接時改變背景色提示

這就要介紹關于css的寫法了。

簡單來說，就是在<head></head>標簽中添加

<style>

a:hover

{

background-color:#ffff00;

}

</style>

學過HTML頁面中head標簽有啥用？——零基礎自學網頁制作的小伙伴應該知道，CSS腳本是可以添加在head元素中的。

其中，a:hover中的a指的是所有<a></a>標簽。

hover指的是：當鼠標懸停在a上面時的狀態。

使用：連接。

這個狀態下要執行的內容在{}中。

background-color:#ffff00;即背景色為黃色。

3.隱藏滾動條方法

首先，我們要明確一點，就是，滾動條是在內容長度超過視窗高度時產生的。

如果要取消視窗最右側滾動條，就要控制內容高度。

把<p></p>和<img/><map></map>全部裝進<div></div>中，控制該div的高度可以實現。

在<p>標簽色上面添加<div>。

在</map>標簽下面添加</div>。

下面，為div規定尺寸，添加style="width:610px; height:530px;"。

這樣，就不會超出視窗。但是代碼寫完后發現并不是，如圖：

多出的文字內容超出div范圍，右側滾動條依然存在。

這就要在div的style中再增加一條語句"overflow-y:scroll;"

這句話的意思是“overflow-y”（超出最大高度）就顯示滾動條（scroll）。而不是讓內容超出div的邊框。

如圖：

因為圖片寬度的問題，下方的x軸的scroll也出現了，我們不想看到它，影響美觀。

添加“overflow-x：hidden”即可，hidden（隱藏）。

如圖：hidden之后，將無法滾動或拖動畫面。

最后，我們要把右側的scroll也隱藏掉，因為點擊鼠標，滾動滾輪就夠了，滾動條實在礙眼。

從前面的例子可知，hidden是不行的，有沒有別的辦法？

那就是在蓋div的外部再添加一個div，讓這個div的寬度略小于里面div的寬度，小到剛剛擋住滾動條既可以。如圖：

這個div這樣寫即可

</div>

同時還要給里面的div添加margin來讓它們對齊

</div>

完整代碼：用HTML制作一個簡單頁面（代碼閱讀練習）——零基礎自學網頁制作

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進程

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渲染機制

從HTML、CSS和JavaScript開始

渲染流水線

構建DOM樹

樹結構示意圖

DOM樹的構建過程

樣式計算

CSS樣式來源

把CSS轉換為瀏覽器能夠理解的結構

轉換樣式表中的屬性值，使其標準化

計算出DOM樹中每個節點的具體樣式

布局階段

創建布局樹

布局計算

分層

圖層繪制

柵格化操作

合成與顯示

完善渲染流水線示意圖

家好，我是皮皮。

前言

一、瀏覽器頁面加載過程

三、DOM 解析

二、HTML 與 DOM 有什么不同

三、DOM 解析

四、事件委托

五、總結

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