Chrome浏览器的渲染流程详解（chrome预览）
zhezhongyun 2025-07-09 00:20 34 浏览
我们来详细介绍一下浏览器的**渲染流程**。
渲染流程是浏览器将从网络获取到的 HTML、CSS 和 JavaScript 文件，最终转化为用户屏幕上可见的、可交互的像素画面的过程。它是一个复杂但高度优化的多阶段过程。
以下是渲染流程的主要阶段：
---
### 浏览器渲染流程详解
假设浏览器已经完成了**导航流程**（URL 解析、DNS 查询、TCP 连接、发送 HTTP 请求并接收到响应数据），现在它拿到了 HTML、CSS 和 JavaScript 的字节数据。
#### 1. 解析 (Parsing)
这是渲染流程的起点，浏览器会解析收到的原始字节数据，构建出内存中的数据结构。
* **1.1 构建 DOM 树 (Document Object Model Tree)**
* **输入：** 原始 HTML 字节数据。
* **过程：** 浏览器渲染引擎的 HTML 解析器会逐字节解析 HTML。
* 它会将字节流解码为字符。
* 根据 HTML 规范，将字符流转换为一个个**令牌 (Tokens)**（如 `<html>`, `<head>`, `<body>`, `<div>` 等）。
* 接着，解析器会根据令牌构建**节点对象 (Nodes)**，并根据这些节点之间的父子关系，构建成一棵树状结构，这就是 **DOM 树**。DOM 树是 HTML 文档的内存表示，它描述了文档的结构和内容。
* **特点：**
* DOM 树的构建是一个**增量过程**，即解析器在收到一部分 HTML 后就可以开始构建 DOM，而无需等待整个 HTML 文件下载完毕。
* 当解析器遇到 `<script>` 标签时，会暂停 HTML 解析，转而去加载和执行 JavaScript 代码。如果 JavaScript 代码修改了 DOM（这是常态），那么 HTML 解析必须等待 JavaScript 执行完毕才能继续。这就是为什么 `<script>` 标签（默认情况下）会**阻塞 HTML 解析和后续渲染**。为了优化，通常会将 `<script>` 放在 `<body>` 底部，或者使用 `async` / `defer` 属性。
* **1.2 构建 CSSOM 树 (CSS Object Model Tree)**
* **输入：** 原始 CSS 字节数据（来自 `<link>` 标签引用的外部 CSS 文件、`<style>` 标签内的内嵌样式、以及 HTML 元素的 `style` 属性）。
* **过程：** 浏览器渲染引擎的 CSS 解析器会解析 CSS 规则。它会将这些规则转换为节点对象，并构建成一棵 **CSSOM 树**。CSSOM 树表示了所有样式规则及其之间的关系，它是一个层次结构，其中每个节点包含着它自己的样式以及继承自父节点的样式。
* **特点：**
* CSSOM 树的构建也是一个**增量过程**。
* CSS 是**渲染阻塞 (render-blocking)** 的。这意味着浏览器在构建 CSSOM 树完成之前，是不会开始后续的渲染步骤（如布局和绘制）的。这是因为元素最终的样式取决于所有的 CSS 规则，如果某个 CSS 文件还没有加载或解析完成，就无法确定元素的最终样式，也就无法进行正确的布局和绘制。
#### 2. 构建渲染树 (Constructing the Render Tree / Layout Tree)
* **输入：** DOM 树 和 CSSOM 树。
* **过程：** 浏览器会将 DOM 树和 CSSOM 树结合起来，遍历 DOM 树上可见的节点，并根据 CSSOM 树找到这些节点对应的计算样式。
* **输出：** **渲染树 (Render Tree)**（也常被称为**布局树**或**帧树**）。渲染树只包含**可见的** DOM 元素（例如，`display: none` 的元素不会被包含在渲染树中，而 `visibility: hidden` 的元素则会包含，因为它仍然占据空间）。渲染树上的每个节点（称为**渲染对象**或**渲染层**）都包含了其在屏幕上显示所需的所有信息，例如宽度、高度、位置和颜色等计算后的样式。
#### 3. 布局 (Layout / Reflow)
* **输入：** 渲染树。
* **过程：** 这个阶段也称为**回流 (Reflow)** 或**重排**。浏览器会遍历渲染树，计算每个渲染对象在屏幕上的**确切位置和大小**。这是一个递归过程，从根节点开始，向下计算所有子节点相对于其父节点的位置和尺寸。例如，文本框的宽度可能取决于其内容的长度，图像的大小取决于其原始尺寸，而容器的宽度则可能取决于其子元素的总宽度。
* **特点：**
* **回流是性能开销最大的操作之一。** 任何引起元素几何属性（如宽度、高度、位置、边距、填充、字体大小等）变化的操作，都会导致回流。
* 当发生回流时，整个渲染树都需要重新计算布局，这会消耗大量的 CPU 资源。例如，改变一个元素的宽度可能会影响到它周围元素的位置，进而影响到整个页面的布局。
#### 4. 绘制 (Paint / Repaint)
* **输入：** 完成布局计算后的渲染树。
* **过程：** 这个阶段也称为**重绘 (Repaint)**。浏览器会遍历渲染树，将每个渲染对象转换成屏幕上的实际像素。它会根据布局阶段计算出的位置和大小，以及渲染树节点上的所有计算样式，将背景、颜色、文本、边框、阴影等所有视觉属性绘制到屏幕上。
* **特点：**
* **重绘的性能开销比回流小。** 重绘发生在元素的视觉样式发生变化，但其几何属性（位置、大小）没有变化时。例如，改变文本颜色、背景颜色、`visibility: hidden` 到 `visibility: visible` 等。
* 重绘只需要重新绘制受影响的元素，而不需要重新计算整个页面的布局。
#### 5. 分层与合成 (Layering and Compositing)
* **输入：** 绘制阶段生成的像素图层。
* **过程：** 现代浏览器为了提高渲染性能，尤其是为了支持复杂的动画和滚动，通常会将页面内容划分为多个独立的**图层 (Layers)**。
* **分层：** 某些特定的元素（如具有 `transform`、`opacity`、`will-change` 属性的元素，或视频、Canvas 元素）会被浏览器提升到单独的复合图层。
* **合成：** 一旦所有图层都被绘制完毕，浏览器会将这些独立的图层按照正确的顺序（根据 `z-index` 等）合成到一起，形成最终的画面。这个过程由**合成器 (Compositor)** 完成，并且通常利用 GPU 进行硬件加速。
* **特点：**
* **极大地提高了动画和滚动的流畅性。** 当一个元素被提升到自己的图层后，对它的动画或位置变化（如 `transform` 属性）不会引起其他元素的回流或重绘，只需要在它自己的图层上进行绘制和合成即可，效率更高。
* 如果一个元素在独立图层上，那么它的变化只会导致该图层的重绘，然后由合成器重新合成，而不会影响到其他图层，这被称为**合成器线程优化**。
---
### 总结
整个渲染流程可以概括为：**解析 → 构建渲染树 → 布局 → 绘制 → 分层与合成**。
理解这个流程对于前端开发者至关重要，因为它可以帮助我们：
* **优化页面性能：** 了解哪些操作会导致回流和重绘，从而避免不必要的计算。
* **编写高效的 CSS 和 JavaScript：** 知道如何利用分层和合成来创建更流畅的动画和用户体验。
* **调试渲染问题：** 当页面出现卡顿或显示异常时，能够定位到是哪个渲染阶段出现了问题。
通过导航流程，我们获取了资源；通过渲染流程，这些资源被展现在用户面前。这两者共同构成了浏览器显示网页的完整链路。
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