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「导航渲染流程」你真的知道从输入 URL 到页面展示发生了什么吗？（内附思维导图） ​

导航渲染流程 ​

从输入到页面渲染这个过程其实可以说得非常复杂，包括了两大步骤，一个是导航流程另一个是渲染流程；

导航流程 ​

1.用户输入 URL ​

不考虑用户输入搜索关键字的情况， 如果用户输入的内容符合 URL 规则，浏览器就会根据 URL 协议，在这段内容上加上协议合成合法的 URL

2.loading 状态 ​

用户输入完内容，按下回车键，浏览器导航栏显示loading状态，但是页面还是呈现前一个页面，这是因为新页面的响应数据还没有获取到。

3.浏览器请求 ​

浏览器进程浏览器构建请求行信息，会通过进程间通信（IPC）将 URL 请求发送给网络进程

GET /index.html HTTP1.1

4.网络进程处理 ​

网络进程接收到url请求后检查本地缓存是否缓存了该请求资源：

  • 如果有缓存文件
    • 拦截请求，直接 200 返回
  • 无缓存文件
    • 进入网络请求过程

请求 DNS（返回对应 IP 端口）

  • 缓存过当前域名信息
    • 直接返回缓存信息
  • 未缓存
    • 发起请求获取根据域名解析出来的 IP 和端口号

5.TCP 三次握手建立连接 ​

Chrome 有个机制，同一个域名同时最多只能建立 6 个 TCP 连接，如果在同一个域名下同时有 10 个请求发生，那么其中 4 个请求会进入排队等待状态，直至进行中的请求完成。如果当前请求数量少于 6 个，会直接建立 TCP 连接。

TCP 三次握手建立连接，http 请求加上 TCP 头部——包括源端口号、目的程序端口号和用于校验数据完整性的序号，向下传输 http 请求加上 TCP 头部向下传输

参考链接 三次握手建立连接详细过程

6.数据传输过程 ​

网络层、传输层 在数据包上加上 IP 头部，继续向下传输到底层，底层通过物理网络传输给目的服务器主机

  • 网络层在数据包上加上 IP 头部——包括源 IP 地址和目的 IP 地址，继续向下传输到底层

目的服务器主机

  • 网络层，解析出 IP 头部，识别出数据部分
  • 传输层获取到数据包，解析出 TCP 头部，识别端口

应用层 HTTP 解析请求头和请求体 应用层 HTTP 解析请求头和请求体，如果需要重定向，HTTP 直接返回 HTTP 响应数据的状态code301或者302，同时在请求头的Location字段中附上重定向地址，浏览器会根据code和Location进行重定向操作；

如果不是重定向，首先服务器会根据 请求头中的 If-None-Match 的值来判断请求的资源是否被更新，如果没有更新，就返回 304 状态码，相当于告诉浏览器之前的缓存还可以使用，就不返回新数据了；

否则，返回新数据，200 的状态码，并且如果想要浏览器缓存数据的话，就在相应头中加入字段：Cache-Control:Max-age=2000

  • 重定向 HTTP 直接返回 HTTP 响应数据的状态code301或者302 同时在请求头的 Location 字段中附上重定向地址
  • 不是重定向 If-None-Match,没有更新，就返回304状态码;否则，返回新数据，200的状态码 Cache-Control,想要浏览器缓存数据

响应数据又顺着应用层——传输层——网络层——网络层——传输层——应用层的顺序返回到网络进程

7.传输完成，TCP 四次挥手 ​

8.网络进程（数据包解析） ​

Content-type

网络进程将获取到的数据包进行解析，根据响应头中的Content-type来判断响应数据的类型

  • 如果是字节流类型，就将该请求交给下载管理器，该导航流程结束，不再进行

  • 如果是 text/html 类型，就通知浏览器进程获取到文档准备渲染

9.渲染进程（渲染进程的主进程） ​

浏览器会发出“提交文档”的消息给渲染进程，渲染进程收到消息后，会和网络进程建立传输数据的“管道”，文档数据传输完成后，渲染进程会返回“确认提交”的消息给浏览器进程

  • 网络进程建立传输数据的“管道”
  • 确认提交给浏览器进程

10.浏览器（更新页面状态） ​

浏览器收到“确认提交”的消息后，会更新浏览器的页面状态，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，此时的 web 页面是空白页

此时的 web 页面是空白页，以下列举了三种状态更新

  • 安全状态
  • 地址栏的 URL
  • 前进后退的历史状态

渲染流程（可以看成步骤 9 的补充） ​

导航被提交后又会怎么样呢？就进入了渲染阶段。

主线程 ​

1.DOM 树 ​

HTML 通过 HTML 解析器解析输出 DOM 树。 下面的 HTML 代码会被解析成上面这种浏览器可以理解的 DOM 树结构：

2.Style 样式计算 ​

  • 把 CSS 转换为浏览器能够理解的结构--styleSheets。 这里一 CSDN 为例可以看到它最新的 styleSheets，会包含引用的外部 CSS 文件、</style>标记内的 CSS、以及内嵌的 CSS；

  • 标准化样式表属性值 将所有值转换为渲染引擎容易理解的、标准化的计算值，这个过程就是属性值标准化。 1em 被解析成 1px，red 被解析成了 rgb(255,0,0)等等。

  • 计算 DOM 树每个节点的具体样式 最终的样式可以通过控制台 element 的 Computed 查看，关于是怎么计算，涉及继承规则和层叠规则，这里就不细讲了。

3.Layout 布局树 ​

  • 创建布局树：遍历 DOM 树中的所有可见节点，加到布局树中。对display：none的就忽略不加。
  • 布局计算：计算布局树节点的坐标位置。

4.layer 图层绘制列表 ​

浏览器的页面实际上被分成了很多图层，这些图层叠加后合成了最终的页面。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。

进入 Layer 页面，操作按钮从左至右功能依次为：平移、旋转、复位。见图：

5.Pain 图层绘制 ​

可以想象你画画，先画远处再画近处，图层绘制也是这种原理。图层绘制阶段，输出待绘制列表。

合成线程 ​

6.栅格化（tiles 图块、raster 光栅化） ​

在有些情况下，有的图层很大，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，要绘制所有图层内容的话，就会产生太大的开销，而且也没有必要。

也是因为这个原因，合成线程会将图层进行分块划分为图块然后再栅格化，将图块转换为位图，而渲染进程通常不做或者做不来格栅化，需要跨进程，使用 GPU 来加速生成，使用 GPU 生成位图的过程叫快速栅格化，或者 GPU 栅格化，生成的位图被保存在 GPU 内存中。

7.Display 合成和显示 ​

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”提交给浏览器进程。

浏览器进程接收 DrawQuad 命令，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。

至此页面就被渲染出来了~~完结撒花 ❀❀❀

渲染流程总结 ​

渲染页面主要做的事：

  • 1.将浏览器无法直接理解和使用的 HTML，转换为浏览器能够理解的结构--DOM 树。
  • 2.把 CSS 转换为浏览器能够理解的结构--styleSheets，并转换样式表中的属性值，使其标准化，计算出 DOM 树中每个节点的具体样式（根据继承规则和层叠规则）。
  • 3.确定 DOM 元素的几何位置信息--布局树，遍历 DOM 树中的所有可见节点，加入到布局树（display：none 不包含），并计算布局树节点的坐标位置。
  • 4.如果页面有复杂的效果，如常见的页面滚动，或者使用 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）。
  • 5.图层绘制，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（联想自己画画）。
  • 6.tiles：将图层转换成图块。
  • 7.光栅化：通过进程实现图块转换成位图。
  • 8.display：浏览器进程拿到 DrawQuad 信息生成页面显示。

DOM 和 HTML 内容几乎是一样的，但是和 HTML 不同的是，DOM 是保存在内存中树状结构，可以通过 JavaScript 来查询或修改其内容。

贴心的我也为你们做了一张图：

渲染流程