从输入URL到网页展示的过程

2021/5/12 JavaScript

# 整个过程

  1. 首先,在浏览器地址栏中输入URL;
  2. 浏览器先查看浏览器缓存-系统缓存-路由器缓存,如果缓存中有,会直接在屏幕中渲染页面内容。若没有,则跳到第三步操作;
  3. 在发送HTTP请求前,需要域名解析(DNS解析),解析获取相应的IP地址;
  4. 浏览器向服务器发起TCP连接,与浏览器建立TCP三次握手;
  5. 握手成功后,浏览器向服务器发送HTTP请求,请求数据包;
  6. 服务器处理收到的请求,将数据返回至浏览器;
  7. 浏览器收到HTTP响应;
  8. 读取页面内容,浏览器渲染页面
  9. 客户端和服务器交互。

# HTML解析与渲染详解

当浏览器的网络线程接收到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。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输出,上一阶段的输出会成为下一个阶段的输入。

  1. HTML解析

    解析过程中遇到CSS解析CSS,遇到JS执行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JS文件。

    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。

    如果主线程解析到script位置,会暂停解析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代码的执行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解析的原因。

    第一步完成之后,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。

  2. 样式计算

    渲染主线程会遍历得到的DOM树,依次为树中的每个节点计算出它的最终样式,成为Computed Style。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

    这一步完成后,会得到一棵带有样式的DOM树。

  3. 布局

    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。

    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,因此不会生成到布局树;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,但它们拥有几何信息,所以会生成到布局树种。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。

    这一步完成后,会得到布局树。

  4. 分层

    主线程会使用一套复杂的策略对整个布局树进行分层。分层的好处在于,将来某一层改变后,仅会对该层进行后续处理,从而提升效率。滚动条、堆叠上下文(z-index)、transformopacity等样式都会或多或少的影响分层结果,也可以通过will-change属性更大程度的影响分层结果。(分层信息可以通过Chrome控制台的Layers栏查看)

  5. 绘制

    主线程会为每个层单独产生绘制指令集,用于描述这一层的内容该如何画出来。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。

  6. 分块

    合成线程(属于渲染进程)首先对每个图层进行分块,将其划分为更多的小区域。它会从线程池中拿取多个线程来完成分块工作。

  7. 光栅化

    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。GPU进程会开启多个线程来完成光栅化,并且优先处理靠近视口区域的块。光栅化的结果就是一块一块的位图。

  8. 合成线程拿到每个层、每个块的位图后,生成一个个指引quad信息。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。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。合成线程会把quad提交给GPU进程,由GPU进程产生系统调用(渲染进程无法直接调用GPU硬件),提交给GPU硬件,完成最终的屏幕成像。

# 页面渲染优化

  • HTML文档结构层次尽量少,最好不深于六层。
  • 脚本尽量后放,放在</body>前即可。
  • 少量首屏样式内联放在<head>标签内。
  • 样式结构层次尽量简单。
  • 在脚本中尽量减少DOM操作,尽量缓存访问DOM的样式信息,避免过度触发回流。
  • 减少通过JavaScript代码修改元素样式,尽量使用修改class名方式操作样式或动画。
  • 动画尽量使用在绝对定位或固定定位的元素上。
  • 隐藏在屏幕外,或在页面滚动时,尽量停止动画。
  • 尽量缓存DOM查找,查找器尽量简洁。
  • 涉及多域名的网站,可以开启域名预解析。
  • 使用雪碧图。

# 扩展问题

  1. HTTP / 前端缓存相关
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最近更新: 2025年03月13日 17:49:47