浏览器渲染原理（面试重点）

一、浏览器是如何渲染页面的

常见的简洁答案：

1. 浏览器内核拿到内容后，渲染流程大致如下：
2. 解析HTML，构建Dom树；
3. 解析CSS，构建Render树；（将CSS代码解析成树形的数据结构，与Dom树结合形成Render树）
4. 布局Render树（Layout/reflow），负责各元素尺寸、位置的计算；
5. 绘制Render树（painting），绘制页面像素信息；
6. 浏览器将各层的信息发送给GPU，GPU会将各层合成（composite），显示在屏幕上

牛逼的震惊面试官的答案：

1. 当浏览器的网络线程收到HTML文档后，会产生一个渲染任务，并将其传递给渲染主线程的消息队列。在事件循环机制的作用下，渲染主线程取出消息队列中的渲染任务，开启渲染流程。
2. 整个渲染流程分为多个阶段，分别是：HTML解析、样式计算、布局、分层、绘制、分块、光栅化、画。每个阶段都有明确的输入和输出，上一个阶段的输出会成为下一个阶段的输入，这样整个渲染流程就形成了一套组织严密的生产流水线。
3. 渲染的第一步是解析HTML：
   1. 解析过程中遇到CSS就解析CSS，遇到JS就解析JS。为了提高解析效率，浏览器在开始解析前，会启动一个预解析的线程，率先下载HTML中的外部CSS文件和外部的JS文件
   2. 如果主线程解析到link位置，此时外部的CSS文件还没有下载解析好，主线程不会等待，继续解析后续的HTML。这是因为下载和解析CSS的工作是在预解析线程中进行的。这就是CSS不会阻塞HTML解析的根本原因。
   3. 如果主线程解析到script位置，会停止解析HTML，转而等待JS文件下载好，并将全局代码解析执行完成后，才能继续解析HTML。这是因为JS代码执行的过程可能会修改当前的DOM树，所以DOM树的生成必须暂停。这就是JS会阻塞HTML解析的根本原因。
   4. 第一步完成后，会得到DOM树和CSSOM树，浏览器的默认样式、内部样式、外部样式、行内样式均会包含在CSSOM树中。
4. 渲染的下一步是样式计算：
   1. 主线程会遍历得到DOM树，依次为树中的每个节点计算出它最终的样式，称之为Computed Style。
   2. 在这一过程中，很多预设值会变成绝对值，比如red会变成rgb(255,0,0)；相对单位会变成绝对单位，比如em会变成px。
   3. 这一步完成后，会得到一棵带有样式的DOM树。
5. 接下来是布局，布局完成后会得到布局树：
   1. 布局阶段会依次遍历DOM树的每一个节点，计算每个节点的几何信息。例如节点的宽高、相对包含块的位置。
   2. 大部分时候，DOM树和布局树并非一一对应。比如display: none;的节点没有几何信息，因此不会生成到几何树；又比如使用了伪元素选择器，虽然DOM树中不存在这些伪元素节点，但他们拥有几何信息，所以会生成到布局树中。还有匿名行盒、匿名块盒等等都会导致DOM树和布局树无法一一对应。
6. 下一步是分层：
   1. 主线程会使用一套复杂的策略对整个布局树中进行分层。
   2. 分层的好处在于，将来某一个层改变后、仅会对该层进行后续处理，从而提升效率。
   3. 滚动条、折叠上下文、transform、opacity等样式都会或多或少的影响分层效果，也可以通过will-change属性更大程度的影响分层效果。
7. 再下一步是绘制：
   1. 主线程会为每个层单独绘制指令集，用于描述这一层的内容该如何画出来。
   2. 完成绘制后，主线程将每个图层的绘制信息提交给合成线程，剩余工作将由合成线程完成。
   3. 合成线程首先对每个图层进行分块 、将其划分为更小的区域。它会从线程池中拿取多个线程来完成分块工作。
8. 分块完成后进入光栅化阶段：
   1. 合成线程会将块信息交给GPU进程，以极高的速度完成光栅化。
   2. GPU进程会开启多个线程来完成光栅化，并且有限处理靠近视口区域的块。
   3. 光栅化的结果就是一块一块的位图。
9. 最后一个阶段，就是画了：
   1. 合成线程拿到每个层、每个块的位图后，生成一个个指引信息。
   2. 指引会标识出每个位图应该画到屏幕的哪个位置，以及会考虑到旋转、缩放等变形。
   3. 变形发生在合成线程，与渲染主线程无关，这就是transform效率高的本质原因。
   4. 合成线程会把指引信息交给GPU进程，由GPU进程产生系统调用，提交给GPU硬件，完成最终屏幕的生成。

二、什么是reflow（回流）？

reflow的本质就是重新计算layout树。当进行了会影响布局树的操作后，需要重新计算布局树，会引发layout。

为了避免连续的多次操作导致布局树反复计算，浏览器会合并这些操作，当JS代码全部完成后再进行统一计算。所以，改动属性造成的reflow是异步完成的。

也同样因为如此，当JS获取到布局属性时，就可能造成无法获取到最新的布局消息。

浏览器在反复权衡下，最终决定获取属性立即reflow。

三、什么时repaint（重绘）？

repaint的本质就是重新根据分层信息计算了绘制指令。当改动了可见样式后就需要重新计算会引发repaint。

由于元素的布局信息也属于可见样式，所以reflow一定会引起repaint。

四、为什么transform的效率高？

因为transform既不会影响布局也不会影响绘制指令，它影响的只是渲染流程的最后一个“画”阶段，由于“画”阶段在合成线程中，所以transform的变化几乎不会影响渲染主线程。反之，渲染主线程无论如何忙碌，也不会影响transform的变化。