程序員：HTML、CSS、JavaScript是如何變成頁面的？
從輸入HTML、CSS、JavaScript到瀏覽器渲染出我們預(yù)期的效果，渲染流程分為這幾個(gè)子階段：構(gòu)建DOM樹、樣式計(jì)算、布局階段、分層、繪制、分塊、光柵化和合成。
以下面這段html舉例講解這幾個(gè)過程：
- //aa.html
- <!DOCTYPE html>
- <html lang="en">
- <head>
- <meta charset="UTF-8">
- <title>Title</title>
- <link rel="stylesheet" href="./aa.css">
- </head>
- <body>
- <p id="p-one" style="color:red">hello</p>
- <p id="p-two">hi</p>
- <button id="p-three">ok</button>
- </body>
- <script src="https://cdn.staticfile.org/jquery/1.10.2/jquery.min.js"></script>
- <script src="./aa.js"></script>
- </html>
- //aa.css
- #p-two {
- font-size:2rem;
- }
- //aa.js
- $("#p-three").bind("click", function() {
- $("#p-three").css("color", "blue");
- });
構(gòu)建DOM樹
因?yàn)闉g覽器⽆法直接理解和使⽤HTML，所以需要將HTML轉(zhuǎn)換為瀏覽器能夠理解的結(jié)構(gòu)——DOM樹。
樣式計(jì)算
樣式計(jì)算的⽬的是為了計(jì)算出DOM節(jié)點(diǎn)中每個(gè)元素的具體樣式，分為三個(gè)步驟：
1. 把CSS轉(zhuǎn)換為瀏覽器能夠理解的結(jié)構(gòu)—styleSheets
2. 轉(zhuǎn)換樣式表中的屬性值，使其標(biāo)準(zhǔn)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.計(jì)算出DOM樹中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的具體樣式，最終輸出的內(nèi)容是每個(gè)DOM節(jié)點(diǎn)的樣式，并被保存在ComputedStyle的結(jié)構(gòu)內(nèi)。
布局階段
現(xiàn)在，以及有了DOM樹和DOM樹中元素的樣式，但還不足以顯示頁面，因?yàn)檫€不知道DOM元素的幾何位置信息，布局階段就是需要計(jì)算出DOM樹中元素的幾何位置，包括以下幾個(gè)步驟：
創(chuàng)建布局樹
DOM樹中包含很多不可見的標(biāo)簽，比如某個(gè)標(biāo)簽使用了屬性"display:none"。所以在顯示之前，還要額外地構(gòu)建一棵只包含可見元素的布局樹，瀏覽器創(chuàng)建布局樹的大致流程為：遍歷DOM樹中所有可見節(jié)點(diǎn)，并加入布局樹中，忽略不可見節(jié)點(diǎn)。
布局計(jì)算
計(jì)算每個(gè)元素的幾何坐標(biāo)位置，并將這些信息保存在布局樹中。
小結(jié)前三個(gè)階段：在HTML頁面內(nèi)容被提交給瀏覽器渲染引擎后，渲染引擎首先將HTML解析為瀏覽器可以理解的DOM；然后根據(jù)CSS樣式表，計(jì)算出DOM數(shù)所有節(jié)點(diǎn)的樣式；接著又計(jì)算每個(gè)元素的幾何坐標(biāo)位置，并將這些信息保存在布局樹中。
分層
有了每個(gè)元素的樣式和位置信息，但還是不能開始著手繪制頁面，因?yàn)轫撁嬷羞€有很多復(fù)雜的效果，如3D變化、頁面滾動(dòng)等，為了實(shí)現(xiàn)這些效果，渲染引擎還需要為特定節(jié)點(diǎn)生成專門的圖層，并生成一顆對(duì)應(yīng)的圖層樹，即有些元素實(shí)際上是被分成了很多層，這些圖層疊加后合成了最終的頁面。只要滿足下面兩個(gè)條件之一的元素就會(huì)可以生成一個(gè)對(duì)應(yīng)的圖層：
擁有層疊上下文屬性的元素會(huì)被提升為單獨(dú)的一層
從圖中可以看出，明確定位屬性的元素、定義透明屬性的元素、使用CSS濾鏡的元素等，都擁有層疊上下文屬性。
需要裁減的地方也會(huì)被創(chuàng)建為圖層
舉例：在css中指定了一個(gè)div大width和height屬性后，如果div子元素p標(biāo)簽的文字內(nèi)容超過了widthheight大小，就會(huì)只把能在widthheight面積內(nèi)能顯示的內(nèi)容顯示出來，其他內(nèi)容被裁減掉了。
圖層繪制
有了圖層樹之后，渲染引擎會(huì)對(duì)圖層樹中的每個(gè)圖層進(jìn)行繪制。圖層繪制階段，就是輸入各種繪制指令組成的列表（注意，這個(gè)階段還不是真正地著手繪制）。
在原aa.html文件中添加代碼<div style="width:300px;height:300px;background: green;">pp</div>下圖中，紅色區(qū)域就是繪制列表，粉色區(qū)域顯示的是繪制過程，可點(diǎn)擊任何一個(gè)繪制過程查看。
分塊和柵格化操作
繪制列表只是用來記錄繪制順序和繪制指令，而實(shí)際繪制操作是由渲染引擎中的合成線程來完成的。當(dāng)圖層的繪制列表準(zhǔn)備好之后，主線程就會(huì)把繪制列表提交給合成線程。合成線程會(huì)將圖層劃分為圖塊，視口（就是當(dāng)前窗口可見的區(qū)域）附近的圖塊優(yōu)先生產(chǎn)位圖，生產(chǎn)位圖的操作實(shí)際由柵格化來執(zhí)行（柵格化的具體含義可自行百度）。渲染進(jìn)維護(hù)了一個(gè)柵格化線程池，所有的圖塊柵格化都是在線程池內(nèi)執(zhí)行的，該過程會(huì)使用GPU來加速，生產(chǎn)的位圖被保存在GPU內(nèi)存中。
合成和顯示
當(dāng)所有圖塊都被光柵化（柵格化）后，合成線程就會(huì)生成繪制圖塊的命令，然后該命令提交給瀏覽器進(jìn)程（這里簡(jiǎn)單說下Chrome瀏覽器多進(jìn)程架構(gòu)，其將瀏覽器分為：渲染進(jìn)程、插件進(jìn)程、GPU進(jìn)程和瀏覽器主進(jìn)程，瀏覽器主進(jìn)程包含UI模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊、文件模塊等），瀏覽器進(jìn)程將其頁面內(nèi)容繪制到內(nèi)存中，最后再將內(nèi)存內(nèi)容顯示在屏幕上。
至此，HTML+CSS+JavaScript就能生成我們所看見的頁面了。
總結(jié)
一個(gè)完整的渲染流程大致如下：
- 渲染進(jìn)程將HTML內(nèi)存轉(zhuǎn)換為瀏覽器能夠識(shí)別的DOM數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
- 渲染引擎將CSS樣式表轉(zhuǎn)換為瀏覽器能夠識(shí)別的sytleSheets，計(jì)算出DOM節(jié)點(diǎn)的樣式
- 創(chuàng)建布局樹，包括可見元素以及元素的位置計(jì)算
- 渲染引擎為達(dá)到分層條件的節(jié)點(diǎn)生成對(duì)應(yīng)的圖層，所有圖層組合成一顆圖層樹
- 生成圖層的繪制列表，記錄繪制順序和繪制指令
- 有合成線程進(jìn)行柵格化操作，將圖層劃分為圖塊，渲染進(jìn)程把生成的圖塊發(fā)送給GPU，在GPU中執(zhí)行生成圖塊的位圖
- 所有圖塊被柵格化之后，合成線程會(huì)發(fā)送繪制圖塊的命令給瀏覽器進(jìn)程，在瀏覽器進(jìn)程中進(jìn)行圖塊合成并最紅顯示到屏幕上
