瀏覽器的關(guān)鍵渲染路徑深入解析
在in面試被CTO問到的問題，謹(jǐn)以此翻譯來表達(dá)對自己知識匱乏的鄙視。
當(dāng)瀏覽器接收到從服務(wù)器發(fā)送過來的HTML頁面信息，在將其繪畫渲染到屏幕上之前會有許多的步驟要做。瀏覽器繪制頁面需要做的這一系列行為我們稱為關(guān)鍵渲染路徑。
了解CRP的知識對于你理解如何提升網(wǎng)站渲染效率非常有用，CRP總共有六步：
- 構(gòu)建DOM樹
- 構(gòu)建CSSOM樹
- 運(yùn)行JavaScript
- 創(chuàng)建渲染樹
- 生成布局
- 繪制頁面
1、構(gòu)造DOM樹
DOM(Document Object Model)樹是一個表示全解析過的HTML頁面的對象。從根節(jié)點(diǎn)元素開始，會逐個創(chuàng)建頁面中的每個元素/文本節(jié)點(diǎn)。元素包裹的其他元素會被作為子元素節(jié)點(diǎn)，并且每個節(jié)點(diǎn)會包含其全部的屬性。例如：標(biāo)簽會有href屬性與其節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)。 舉個例子：
- <html>
- <head>
- <title>Understanding the Critical Rendering Path</title>
- <link rel="stylesheet" href="style.css">
- </head>
- <body>
- <header>
- <h1>Understanding the Critical Rendering Path</h1>
- </header>
- <main>
- <h2>Introduction</h2>
- <p>Lorem ipsum dolor sit amet</p>
- </main>
- <footer>
- <small>Copyright 2017</small>
- </footer>
- </body>
- </html>
上述HTML會被解析成如下的DOM樹
HTML很好的特點(diǎn)在于不需要全部加載完成頁面所有內(nèi)容才來顯示網(wǎng)頁，可以解析完成一部分內(nèi)容呈現(xiàn)一部分。但是，其他資源比如CSS和JavaScript會阻止頁面的渲染。
2、構(gòu)建CSSOM樹
CSSOM(CSS Object Model)是一個表示各個DOM相關(guān)樣式的對象，它的表示方法與DOM相似，但是各個節(jié)點(diǎn)存在相關(guān)的樣式值。不論其是顯示、還是隱式聲明這些樣式。 在style.css文件中，我們有如下樣式：
- body { font-size: 18px; }
- header { color: plum; }
- h1 { font-size: 28px; }
- main { color: firebrick; }
- h2 { font-size: 20px; }
- footer { display: none; }
接著會創(chuàng)建如下的CSSOM樹：
CSS一直被認(rèn)為是一種渲染阻塞資源。因此如果在***加載時沒有全部解析資源內(nèi)容就無法進(jìn)行渲染樹的構(gòu)建。與HTML不同，CSS具有層疊繼承的特性，因此不能進(jìn)行局部加載。定義在文檔后面的樣式屬性會覆蓋或更改寫之前定義的同類屬性。即，如果如果CSS可以進(jìn)行局部加載的話會導(dǎo)致出現(xiàn)加載錯樣式的情況。因此表明，CSS必須全部解析之后才能進(jìn)行下一步。
如果CSS文件適用于當(dāng)前設(shè)備的話，僅僅只是會阻塞渲染。標(biāo)簽可以接受media屬性來指定特定樣式寬度的特定媒體查詢。例如：如果我們有一個樣式表具有orientation:landscape的媒體屬性，并且我們查看該頁面使用portrait模式，就不會出現(xiàn)資源加載而產(chǎn)生的渲染阻塞情況。
CSS要會導(dǎo)致腳本阻塞，這是由于JavaScript文件必須等待CSSOM構(gòu)建結(jié)束之后才進(jìn)行加載。
運(yùn)行JavaScript
JavaScript被認(rèn)為是解析阻塞資源，這表示當(dāng)解析HTML文檔自身時候會被JavaScript給阻塞掉。
當(dāng)解析器解析到<script>標(biāo)簽時，無論該資源是內(nèi)部還是外鏈的都會停止解析，并且等到資源被下載并運(yùn)行結(jié)束后才繼續(xù)進(jìn)行解析。這也是為什么如果我們有一個引用了JavaScript文件的元素，它必須被放在可視文檔元素之外的原因。
為避免JavaScript解析阻塞，它可以通過設(shè)定async屬性來要求其異步加載。
- <script async src="script.js">
4、創(chuàng)建渲染樹(Render Tree)
渲染樹是DOM樹和CSSOM樹的結(jié)合體，它代表最終會渲染在頁面上的元素的結(jié)構(gòu)對象。它表示只會關(guān)注可見內(nèi)容，對于被隱藏或者CSS屬性display:none的屬性，不會被包含在結(jié)構(gòu)內(nèi)。
使用上面例子的DOM和CSSOM，渲染樹被創(chuàng)建如下：
5、生成布局
布局決定了瀏覽器視窗大小，它提供了上下文依賴的CSS樣式，如百分比或窗口的單位。視窗尺寸通常通過<head>標(biāo)簽中的<meta>中的viewport設(shè)定來決定。如果不存在該標(biāo)簽，則通常默認(rèn)為980px。
例如：最常用的meta viewport值是設(shè)定視窗大小與設(shè)備寬度對應(yīng)：
- <meta name="viewport" content="width=device-width,initial-scale=1">
舉個例子，如果用戶使用設(shè)備訪問網(wǎng)頁，寬度為1000px。然后整體視窗尺寸就會基于這個寬度值了，比如50%就是500px,10vw就是100px。
6、繪制頁面
***，在繪制頁面步驟。頁面上的所有可見內(nèi)容都會被轉(zhuǎn)換為像素并呈現(xiàn)在屏幕上。
具體的繪制時間跟DOM數(shù)以及應(yīng)用的樣式有關(guān)。有些樣式會話費(fèi)更多的執(zhí)行時間，比如復(fù)雜的漸變背景圖片所需要的計(jì)算時間遠(yuǎn)超過簡單固定背景色。
整合所有
想要看到關(guān)鍵渲染路徑的執(zhí)行流程，可以使用Chrome的DevTools：
- <html>
- <head>
- <title>Understanding the Critical Rendering Path</title>
- <link rel="stylesheet" href="style.css">
- </head>
- <body>
- <header>
- <h1>Understanding the Critical Rendering Path</h1>
- </header>
- <main>
- <h2>Introduction</h2>
- <p>Lorem ipsum dolor sit amet</p>
- </main>
- <footer>
- <small>Copyright 2017</small>
- </footer>
- <script src="main.js"></script>
- </body>
- </html>
可以看關(guān)于頁面加載時的事件日志，以下是我們獲得的：
- 發(fā)送請求：發(fā)送GET請求index.html
- 解析HTML然后發(fā)送請求：開始解析HTML并構(gòu)建DOM，然后發(fā)送GET請求style.css和main.js。
- 解析樣式表：根據(jù)style.css生成CSSOM
- 執(zhí)行計(jì)算腳本：執(zhí)行main.js
- 布局：基于HTML的元視窗標(biāo)簽，生成布局
繪制頁面：繪制網(wǎng)頁
