1. 用户输入
当用户在地址栏中输入一个查询关键字时,地址栏会判断输入的关键字是搜索内容,还是请求的 URL。
2. URL 请求过程
接下来,便进入了页面资源请求过程。
浏览器进程会通过进程间通信(IPC)把 URL 请求发送至网络进程,网络进程接收到 URL 请求后,会在这里发起真正的 URL 请求流程。
首先,网络进程会查找本地缓存是否缓存了该资源。如果有缓存资源,那么直接返回资源给浏览器进程;如果在缓存中没有查找到资源,那么直接进入网络请求流程。这请求前的第一步是要进行 DNS 解析,以获取请求域名的服务器 IP 地址。如果请求协议是 HTTPS,那么还需要建立 TLS 连接。
接下来就是利用 IP 地址和服务器建立 TCP 连接。连接建立之后,浏览器端会构建请求行、请求头等信息,并把和该域名相关的 Cookie 等数据附加到请求头中,然后向服务器发送构建的请求信息。
服务器接收到请求信息后,会根据请求信息生成响应数据(包括响应行、响应头和响应体等信息),并发给网络进程。等网络进程接收了响应行和响应头之后,就开始解析响应头的内容了。
3. 准备渲染进程
默认情况下,Chrome 会为每个页面分配一个渲染进程,也就是说,每打开一个新页面就会配套创建一个新的渲染进程。但是,也有一些例外,在某些情况下,浏览器会让多个页面直接运行在同一个渲染进程中。
Chrome 的默认策略是,每个标签对应一个渲染进程。但如果从一个页面打开了另一个新页面,而新页面和当前页面属于同一站点的话,那么新页面会复用父页面的渲染进程。
“同一站点”定义为根域名(例如,geekbang.org)加上协议(例如,https:// 或者 http://),还包含了该根域名下的所有子域名和不同的端口
https://time.geekbang.org
https://www.geekbang.org
https://www.geekbang.org:8080
4. 提交文档
首先要明确一点,这里的“文档”是指 URL 请求的响应体数据。
-
“提交文档”的消息是由浏览器进程发出的,渲染进程接收到“提交文档”的消息后,会和网络进程建立传输数据的“管道”。
-
等文档数据传输完成之后,渲染进程会返回“确认提交”的消息给浏览器进程。
-
浏览器进程在收到“确认提交”的消息后,会更新浏览器界面状态,包括了安全状态、地址栏的 URL、前进后退的历史状态,并更新 Web 页面。
5. 渲染阶段
一旦文档被提交,渲染进程便开始页面解析和子资源加载了,一旦页面生成完成,渲染进程会发送一个消息给浏览器进程,浏览器接收到消息后,会停止标签图标上的加载动画。
构建 DOM 树
为什么要构建 DOM 树呢?这是因为浏览器无法直接理解和使用 HTML,所以需要将 HTML 转换为浏览器能够理解的结构——DOM 树。
样式计算(Recalculate Style)
样式计算的目的是为了计算出 DOM 节点中每个元素的具体样式,这个阶段大体可分为三步来完成。
1. 把 CSS 转换为浏览器能够理解的结构
和 HTML 文件一样,浏览器也是无法直接理解这些纯文本的 CSS 样式,所以当渲染引擎接收到 CSS 文本时,会执行一个转换操作,将 CSS 文本转换为浏览器可以理解的结构——styleSheets。
2. 转换样式表中的属性值,使其标准化
现在我们已经把现有的 CSS 文本转化为浏览器可以理解的结构了,那么接下来就要对其进行属性值的标准化操作。
body { font-size: 2em }
p {color:blue;}
span {display: none}
div {font-weight: bold}
div p {color:green;}
div {color:red; }
需要将所有值转换为渲染引擎容易理解的、标准化的计算值
3. 计算出 DOM 树中每个节点的具体样式
根据CSS 的继承规则和层叠规则计算出每一个节点的具体样式
布局阶段
现在,我们有 DOM 树和 DOM 树中元素的样式。那么接下来就需要计算出 DOM 树中可见元素的几何位置,我们把这个计算过程叫做布局。
1. 创建布局树(渲染树)
你可能注意到了 DOM 树还含有很多不可见的元素,比如 head 标签,还有使用了 display:none 属性的元素。所以在显示之前,我们还要额外地构建一棵只包含可见元素布局树。
2. 布局计算
现在我们有了一棵完整的布局树。浏览器已经能知道网页中有哪些节点、各个节点的CSS定义以及他们的从属关系,从而去计算出每个节点在屏幕中的位置。
分层
因为页面中有很多复杂的效果,如一些复杂的 3D 变换、页面滚动,或者使用 z-indexing 做 z 轴排序等,为了更加方便地实现这些效果,渲染引擎还需要为特定的节点生成专用的图层,并生成一棵对应的图层树(LayerTree)。
通常情况下,并不是布局树的每个节点都包含一个图层,如果一个节点没有对应的层,那么这个节点就从属于父节点的图层。
通常满足下面两点中任意一点的元素就可以被提升为单独的一个图层。
第一点,拥有层叠上下文属性的元素会被提升为单独的一层。
指让元素在垂直于屏幕的z轴上的排列布局。
第二点,需要剪裁(clip)的地方也会被创建为图层。
<style>
div {
width: 200px;
height: 200px;
overflow:auto;
background: gray;
}
</style>
<body>
<div >
<p> 所以元素有了层叠上下文的属性或者需要被剪裁,那么就会被提升成为单独一层,你可以参看下图:</p>
<p> 从上图我们可以看到,document 层上有 A 和 B 层,而 B 层之上又有两个图层。这些图层组织在一起也是一颗树状结构。</p>
<p> 图层树是基于布局树来创建的,为了找出哪些元素需要在哪些层中,渲染引擎会遍历布局树来创建层树(Update LayerTree)。</p>
</div>
</body>
在完成图层树的构建之后,渲染引擎会对图层树中的每个图层进行绘制。渲染引擎实现图层的绘制会把一个图层的绘制拆分成很多小的绘制指令,然后再把这些指令按照顺序组成一个待绘制列表。
栅格化(raster)操作
绘制列表只是用来记录绘制顺序和绘制指令的列表,而实际上绘制操作是由渲染引擎中的合成线程来完成的。你可以结合下图来看下渲染主线程和合成线程之间的关系:
当图层的绘制列表准备好之后,主线程会把该绘制列表提交(commit)给合成线程,
通常一个页面可能很大,但是用户只能看到其中的一部分,我们把用户可以看到的这个部分叫做视口(viewport)。
在有些情况下,有的图层可以很大,比如有的页面你使用滚动条要滚动好久才能滚动到底部,但是通过视口,用户只能看到页面的很小一部分,所以在这种情况下,要绘制出所有图层内容的话,就会产生太大的开销,而且也没有必要。
基于这个原因,合成线程会将图层划分为图块(tile)
然后合成线程会按照视口附近的图块来优先生成位图,实际生成位图的操作是由栅格化来执行的。所谓栅格化,是指将图块转换为位图。
生成的位图被保存在 GPU 内存中。
渲染进程把生成图块的指令发送给 GPU,然后在 GPU 中执行生成图块的位图,并保存在 GPU 的内存中。
合成和显示
一旦所有图块都被光栅化,合成线程就会生成一个绘制图块的命令——“DrawQuad”,然后将该命令提交给浏览器进程。
浏览器进程里面有一个叫 viz 的组件,用来接收合成线程发过来的 DrawQuad 命令,然后根据 DrawQuad 命令,将其页面内容绘制到内存中,最后再将内存显示在屏幕上。
参考来源:https://time.geekbang.org/column/intro/100033601
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