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浏览器工作原理

news 2025/7/8 21:15:33

一、JavaScript 的历史

JavaScript（简称JS）Web前端开发的脚本语言。

它诞生1995年，由网景公司的 Brendan Eich 开发。最初，JavaScript 被设计用于在网页上嵌入动态内容和交互式功能。

1996年，JavaScript 1.1 成为国际标准化组织（ISO）的标准，后更名为ECMAScript。ECMAScript的第一版发布于1997年，从此开始了JS的标准化之路。

2009年，Node.js诞生，它可以让开发者使用 JavaScript 编写服务器端代码，这进一步推动了JavaScript的发展。

JavaScript也在不断的更新和改进，新版本的ECMAScript发布周期也越来越短。

二、程序、进程、线程

在计算机中，程序、进程和线程是不同的概念。

程序：计算机执行的一组指令，通常存储在磁盘或其他存储设备中。
进程：正在运行的程序的实例，它包括在内存中执行的代码、数据和堆栈等。每个进程都有自己的内存空间和系统资源，并与其他进程隔离。
线程：在进程中执行的独立单元。线程共享进程的资源和内存空间，但每个线程都有自己的堆栈和局部变量。多线程可以提高程序的效率和并发性。

简单来说，程序是指一组指令，进程是程序的实例，线程是进程内部的独立执行单元。

一个程序可以创建多个进程，而每个进程又可以包含多个线程。多线程可以提高程序的并发性和效率，但也会增加代码的复杂度和调试难度。

三、浏览器架构和事件循环

1.浏览器架构：

浏览器又以下几个进程组成。

浏览器主进程、渲染进程、GPU进程、网络进程、插件进程。

渲染引擎 和 JavaScript 引擎。

渲染引擎：渲染引擎负责取得 HTML、CSS，然后将代码转换为用户界面。渲染引擎的主要功能是将 HTML、CSS 和 JavaScript 转换为用户可以理解的网页。
JavaScript 引擎：JavaScript 引擎负责解释和执行 JavaScript 代码。

2.事件循环：

事件循环是浏览器处理 JavaScript 代码的机制。JavaScript 是单线程执行的，也就是说，在同一时刻只能执行一个任务。当 JavaScript 执行代码时，有些任务会立即执行，有些任务则会在后台执行。当 JavaScript 执行完一个任务后，会检查是否有任务在等待执行，如果有则将其添加到任务队列中。当任务队列中的任务等待执行时，浏览器会从队列中取出任务并执行，这个过程就叫做事件循环。

JavaScript 代码可以分为两类：同步代码 和 异步代码。同步代码是指代码会立即执行并阻塞后续代码的执行，而异步代码则是指代码不会立即执行，而是会在后台执行。在事件循环中，JavaScript 引擎会优先处理同步代码，当同步代码执行完毕后，会将异步代码添加到任务队列中，并在适当的时候执行。

事件循环的过程可以简单概括为：

从任务队列中取出一个任务。
执行该任务，如果任务是同步任务，则阻塞后续代码的执行；如果任务是异步任务，则立即返回并将任务添加到任务队列中。
执行任务队列中的下一个任务，如果任务队列为空，则阻塞后续代码的执行，直到有新的任务加入队列。

在事件循环中，浏览器会将不同类型的任务分为不同的队列，如下：

宏任务队列：包括整体代码、setTimeout、setInterval 等异步任务。
微任务队列：包括 Promise、process.nextTick 等异步任务。

JavaScript 引擎在执行完当前宏任务后，会立即执行当前微任务队列中的所有任务。在执行完微任务队列中的所有任务后，才会继续执行下一个宏任务。这就是事件循环的基本原理。

一张图来展示 JavaScript 中 Event Loop（事件循环）这个机制：

四、渲染引擎执行原理

渲染引擎的执行原理主要分为以下几个步骤：

HTML 解析：渲染引擎将 HTML 文件解析成 DOM 树，构建出整个页面的结构。
CSS 解析：渲染引擎将 CSS 样式表解析成样式规则，并将其应用到 DOM 树上的元素中。
布局计算：渲染引擎通过遍历 DOM 树和样式规则来计算每个元素的大小、位置等属性，并确定它们在页面中的位置。
绘制页面：渲染引擎将布局计算出来的元素以及它们的样式属性绘制到页面上，形成最终的页面展示效果。

在执行上述步骤的过程中，渲染引擎还需要考虑如下因素：

异步加载资源：当遇到需要异步加载的资源（例如图片、音频、视频等）时，渲染引擎会发出异步请求，继续解析和渲染其他部分。
JavaScript 执行：当遇到 JavaScript 代码时，渲染引擎会将其交给 JavaScript 引擎执行，并在执行完毕后继续渲染页面。
事件处理：当用户与页面进行交互时，渲染引擎需要处理用户的输入事件，例如点击、滚动、拖拽等。
页面重绘和重排：当某个元素的属性发生变化时，渲染引擎需要进行页面重绘和重排操作，以保证最终的页面效果正确。

总之，渲染引擎的执行原理涉及到 HTML 解析、CSS 解析、布局计算、绘制页面以及异步加载资源、JavaScript 执行、事件处理和页面重绘等方面。掌握这些基本原理可以帮助我们更好地理解浏览器的工作原理，从而更好地进行网页开发。

渲染引擎工作流程中各个步骤所对应的模块图：

1.主要步骤：

HTML 解析：

渲染引擎将 HTML 文件解析成 DOM 树，构建出整个页面的结构。

...

CSS 解析：

渲染引擎将 CSS 样式表解析成样式规则，并将其应用到 DOM 树上的元素中。

...

布局计算：

渲染引擎通过遍历 DOM 树和样式规则来计算每个元素的大小、位置等属性，并确定它们在页面中的位置。

...

绘制页面：

渲染引擎将布局计算出来的元素以及它们的样式属性绘制到页面上，形成最终的页面展示效果。

...

2.在执行上述步骤的过程中，渲染引擎还需要考虑如下因素：

异步加载资源：

当遇到需要异步加载的资源（例如图片、音频、视频等）时，渲染引擎会发出异步请求，继续解析和渲染其他部分。

...

JavaScript 执行：

当遇到 JavaScript 代码时，渲染引擎会将其交给 JavaScript 引擎执行，并在执行完毕后继续渲染页面。

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事件处理：

当用户与页面进行交互时，渲染引擎需要处理用户的输入事件，例如点击、滚动、拖拽等。

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页面重绘和重排：

当某个元素的属性发生变化时，渲染引擎需要进行页面重绘和重排操作，以保证最终的页面效果正确。

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