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内核总结(渲染引擎 Rendering Engine,浏览器内核 ) #57

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shoutingwei commented 6 years ago

浏览器内核可以分成两部分:渲染引擎(layout engineer 或者 Rendering Engine)和 JS 引擎。最开始渲染引擎和 JS 引擎并没有区分的很明确,后来 JS 引擎越来越独立,内核就倾向于只指渲染引擎。所以现在讲浏览器内核主要说的就是渲染引擎。 常见的浏览器内核可以分为:Trident,Gecko,Webkit, Chromium/Bink,Presto。

  1. Trident(IE内核):

该内核程序在 1997 年的 IE4 中首次被采用,Trident实际上是一款开放的内核,其接口内核设计的相当成熟,因此才有许多采用 IE 内核而非 IE 的浏览器(壳浏览器)涌现。微软很长时间都并没有更新Trident内核,这导致了两个后果:一是Trident内核曾经几乎与W3C标准脱节(2005年),二是Trident内核的大量 Bug等安全性问题没有得到及时解决,然后加上一些致力于开源的开发者和一些学者们公开自己认为IE浏览器不安全的观点,也有很多用户转向了其他浏览器。

补充:IE 从版本 11 开始,初步支持 WebGL 技术。IE8 的 JavaScript 引擎是 Jscript,IE9 开始用 Chakra,这两个版本区别很大,Chakra 无论是速度和标准化方面都很出色。国内很多的双核浏览器的其中一核便是 Trident,美其名曰 “兼容模式”。

Window10 发布后,IE 将其内置浏览器命名为 Edge,Edge 最显著的特点就是新内核 EdgeHTML。Trident内核的常见浏览器有: (1)IE6、IE7、IE8(Trident 4.0)、IE9(Trident 5.0)、IE10(Trident 6.0); (2)猎豹安全浏览器:1.0-4.2版本为Trident+Webkit,4.3版本为Trident+Blink; (3)360安全浏览器 :1.0-5.0为Trident,6.0为Trident+Webkit,7.0为Trident+Blink; (4)360极速浏览器:7.5之前为Trident+Webkit,7.5为Trident+Blink; (5)傲游浏览器 :傲游1.x、2.x为IE内核,3.x为IE与Webkit双核; (6)搜狗高速浏览器:1.x为Trident,2.0及以后版本为Trident+Webkit;

  1. Gecko

Netscape6开始采用的内核,后来的Mozilla FireFox (火狐浏览器) 也采用了该内核,现在主要由Mozilla基金会进行维护。Gecko的特点是代码完全公开,因此,其可开发程度很高,全世界的程序员都可以为其编写代码,增加功能。因为这是个开源内核,因此受到许多人的青睐。事实上,Gecko引擎的由来跟IE不无关系,前面说过IE没有使用W3C的标准,这导致了微软内部一些开发人员的不满;他们与当时已经停止更新了的 Netscape的一些员工一起创办了Mozilla,以当时的Mosaic内核为基础重新编写内核,于是开发出了Geckos。不过事实上,Gecko 内核的浏览器仍然还是Firefox (火狐) 用户最多,所以有时也会被称为Firefox内核。此外Gecko也是一个跨平台内核,可以在Windows、 BSD、Linux和Mac OS X中使用。

  1. Webkit

一提到 webkit,首先想到的便是 chrome,可以说,chrome 将 Webkit内核 深入人心,殊不知,Webkit 的鼻祖其实是 Safari。现在很多人错误地把 webkit 叫做 chrome内核(即使 chrome内核已经是 blink 了)。Safari 是苹果公司开发的浏览器,使用了KDE(Linux桌面系统)的 KHTML 作为浏览器的内核,Safari 所用浏览器内核的名称是大名鼎鼎的 WebKit。 Safari 在 2003 年 1 月 7 日首度发行测试版,并成为 Mac OS X v10.3 与之后版本的默认浏览器,也成为苹果其它系列产品的指定浏览器(也已支持 Windows 平台)。如上述可知,WebKit 前身是 KDE 小组的 KHTML 引擎,可以说 WebKit 是 KHTML 的一个开源的分支。当年苹果在比较了 Gecko 和 KHTML 后,选择了后者来做引擎开发,是因为 KHTML 拥有清晰的源码结构和极快的渲染速度。Webkit内核 可以说是以硬件盈利为主的苹果公司给软件行业的最大贡献之一。随后,2008 年谷歌公司发布 chrome 浏览器,采用的 chromium 内核便 fork 了 Webkit。

  1. Chromium/Bink

2008 年,谷歌公司发布了 chrome 浏览器,浏览器使用的内核被命名为 chromium。chromium fork 自开源引擎 webkit,却把 WebKit 的代码梳理得可读性提高很多,所以以前可能需要一天进行编译的代码,现在只要两个小时就能搞定。因此 Chromium 引擎和其它基于 WebKit 的引擎所渲染页面的效果也是有出入的。所以有些地方会把 chromium 引擎和 webkit 区分开来单独介绍,而有的文章把 chromium 归入 webkit 引擎中,都是有一定道理的。谷歌公司还研发了自己的 Javascript 引擎,V8,极大地提高了 Javascript 的运算速度。chromium 问世后,带动了国产浏览器行业的发展。一些基于 chromium 的单核,双核浏览器如雨后春笋般拔地而起,例如 搜狗、360、QQ浏览器等等,无一不是套着不同的外壳用着相同的内核。然而 2013 年 4 月 3 日,谷歌在 Chromium Blog 上发表 博客,称将与苹果的开源浏览器核心 Webkit 分道扬镳,在 Chromium 项目中研发 Blink 渲染引擎(即浏览器核心),内置于 Chrome 浏览器之中。Blink 其实是 WebKit 的分支,如同 WebKit 是 KHTML 的分支。Google 的 Chromium 项目此前一直使用 WebKit(WebCore) 作为渲染引擎,但出于某种原因,并没有将其多进程架构移植入Webkit。后来,由于苹果推出的 WebKit2 与 Chromium 的沙箱设计存在冲突,所以 Chromium 一直停留在 WebKit,并使用移植的方式来实现和主线 WebKit2 的对接。这增加了 Chromium 的复杂性,且在一定程度上影响了 Chromium 的架构移植工作。基于以上原因,Google 决定从 WebKit 衍生出自己的 Blink 引擎(后由 Google 和 Opera Software 共同研发),将在 WebKit 代码的基础上研发更加快速和简约的渲染引擎,并逐步脱离 WebKit 的影响,创造一个完全独立的 Blink 引擎。这样以来,唯一一条维系 Google 和苹果之间技术关系的纽带就这样被切断了。

5.Presto

Presto 是挪威产浏览器 opera 的 “前任” 内核,为何说是 “前任”,因为最新的 opera 浏览器早已将之抛弃从而投入到了谷歌大本营。Opera 的一个里程碑作品是 Opera7.0,因为它使用了 Opera Software 自主开发的 Presto 渲染引擎,取代了旧版 Opera 4 至 6 版本使用的 Elektra 排版引擎。该款引擎的特点就是渲染速度的优化达到了极致,然而代价是牺牲了网页的兼容性。Presto 加入了动态功能,例如网页或其部分可随着 DOM 及 Script 语法的事件而重新排版。Presto 在推出后不断有更新版本推出,使不少错误得以修正,以及阅读 Javascript 效能得以最佳化,并成为当时速度最快的引擎。然而为了减少研发成本,Opera 在 2013 年 2 月宣布放弃 Presto,转而跟随 Chrome 使用 WebKit 分支的 Chromium 引擎作为自家浏览器核心引擎,Presto 内核的 Opera 浏览器版本永远的停留在了 12.17。在 Chrome 于 2013 年推出 Blink 引擎之后,Opera 也紧跟其脚步表示将转而使用 Blink 作为浏览器核心引擎。

作者:Jsp 链接:https://juejin.im/post/5b0d12906fb9a00a2e188819

shoutingwei commented 6 years ago

渲染引擎的工作流程

浏览器渲染引擎最重要的工作就是将 HTML 和 CSS 文档解析组合最终渲染到浏览器窗口上。 如下图所示,渲染引擎在接受到 HTML 文件后主要进行了以下操作:解析 HTML 构建 DOM 树 -> 构建渲染树 -> 渲染树布局 -> 渲染树绘制。

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渲染引擎工作流程

解析 HTML 构建 DOM 树时渲染引擎会将 HTML 文件的便签元素解析成多个 DOM 元素对象节点,并且将这些节点根据父子关系组成一个树结构。同时 CSS 文件被解析成 CSS 规则表,然后将每条 CSS 规则按照「从右向左」的方式在 DOM 树上进行逆向匹配,生成一个具有样式规则描述的 DOM 渲染树。接下来就是将渲染树进行布局、绘制的过程。首先根据 DOM 渲染树上的样式规则,对 DOM 元素进行大小和位置的定位,关键属性如position;width;margin;padding;top;border;...,接下来再根据元素样式规则中的color;background;shadow;...规则进行绘制。 另外,这个过程是逐步完成的,为了更好的用户体验,渲染引擎将会尽可能早的将内容呈现到屏幕上,并不会等到所有的 html 都解析完成之后再去构建和布局 render 树。它是解析完一部分内容就显示一部分内容,同时,可能还在通过网络下载其余内容。 再者,需要注意的是,在浏览器渲染完首屏页面后,如果对 DOM 进行操作会引起浏览器引擎对 DOM 渲染树的重新布局和重新绘制,我们叫做「重排」和「重绘」,由于重排和重绘是前后依赖的关系,重绘发生时未必会触发渲染引擎的重排,但是如果发生了重排就必然会触发重绘操作,这样带来的性能损害就是巨大的。因此我们在做性能优化的时候应该遵循「避免重排;减少重绘」的原则。

shoutingwei commented 6 years ago

浏览器的核心是两部分:渲染引擎和JavaScript解释器(又称JavaScript引擎)。

不同的浏览器有不同的渲染引擎,Firefox浏览器为Gecko引擎,Safari为WebKit引擎,Chrome为Blink引擎。它的主要作用是生成网页,通常分成四个阶段。

  1. 解析HTML为DOM,解析CSS为CSSOM(CSS Object Model)
  2. 将DOM和CSSOM合成一棵渲染树(render tree)
  3. 完成渲染树的布局(layout)
  4. 将渲染树绘制到屏幕

以上四步并非严格按顺序执行,往往第一步还没完成,第二步和第三步就已经开始了。所以,我们会看到这种情况:网页的HTML代码还没下载完,但浏览器可以显示内容了。

详见https://github.com/shoutingwei/frontend-learning/issues/61