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[Java教程]不同内核浏览器的差异以及浏览器渲染简介


一、简单介绍一下什么是浏览器内核。


浏览器最重要或者说核心的部分是“Rendering Engine”,可大概译为“解释引擎”,不过我们一般习惯将之称为“浏览器内核”。负责对网页语法的解释(如HTML、JavaScript)并渲染(显示)网页。 所以,通常所谓的浏览器内核也就是浏览器所采用的渲染引擎,渲染引擎决定了浏览器如何显示网页的内容以及页面的格式信息。不同的浏览器内核对网页编写语法的解释也有不同,因此同一网页在不同的内核的浏览器里的渲染(显示)效果也可能不同,这也是网页编写者需要在不同内核的浏览器中测试网页显示效果的原因。

 
浏览器内核很多,如果加上所有的几乎没有什么人在用的非商业的免费内核,那么可能大约有10款以上甚至更多,不过通常我们比较常见的大约只有以下四种,下面先简单介绍一下。
 
Trident: IE浏览器使用的内核,该内核程序在1997年的IE4中首次被采用,是微软在Mosaic代码的基础之上修
改而来的,并沿用到目前的IE9。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的浏览器涌现(如 Maxthon、The World 、TT、GreenBrowser、AvantBrowser等)。此外,
为了方便也有很多人直接简称其为IE内核(当然也不排除有部分人是因为不知道内核名称而只好如此说)。由于IE本身的“垄断性”(虽然名义上IE并非垄断,但实际上,特别是从Windows 95年代一直到XP初期,就市场占有率来说IE的确借助Windows的东风处于“垄断”的地位)而使得Trident内核的长期一家独大,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,Firefox和Opera就是这个时候兴起的。非Trident内核浏览器的市场占有率大幅提高也致使许多网页开发人员开始注意网页标准和非IE浏览器的浏览效果问题。
 
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,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,Gecko内核的浏览器也很多,这也是Geckos内核虽然年轻但市场占有率能够迅速
提高的重要原因。  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。
 
Presto: 目前Opera采用的内核,该内核在2003年的Opera7中首次被使用,该款引擎的特点就是渲染速度的优化达到了极致,也是目前公认网页浏览速度最快的浏览器内核,然而代价是牺牲了网页的兼容性。 

 实际上这是一个动态内核,与前面几个内核的最大的区别就在脚本处理上,Presto有着天生的优势,页面的全部或者部分都能够在回应脚本事件时等情况下被重新解析。

此外该内核在执行Javascrīpt的时候有着最快的速度,根据在同等条件下的测试,Presto内核执行同等Javascrīpt所需的时间仅有Trident和Gecko内核的约1/3(Trident内核最慢,不过两者相差没有多大)。
那次测试的时候因为Apple机的硬件条件和普通PC机不同所以没有测试WebCore内核。只可惜Presto是商业引擎,使用Presto的除开Opera以外,只剩下NDSBrowser、Wii Internet Channle、Nokia 770网络浏览器等,这很大程度上限制了Presto的发展。
 
Webkit:苹果公司自己的内核,也是苹果的Safari浏览器使用的内核。 Webkit引擎包含WebCore排版引擎及JavaScriptCore解析引擎,均是从KDE的KHTML及KJS引擎衍生而来,它们都是自由软件,在GPL条约下授权,同时支持BSD系统的开发。
所以Webkit也是自由软件,同时开放源代码。在安全方面不受IE、Firefox的制约,所以Safari浏览器在国内还是很安全的。

  限于Mac OS X的使用不广泛和Safari浏览器曾经只是Mac OS X的专属浏览器,这个内核本身应该说市场范围并不大;但似乎根据最新的浏览器调查表明,该浏览器的市场甚至已经超过了Opera的Presto了——当然这一方面得益于苹果转到x86架构之后的人气暴涨,另外也是因为Safari 3终于推出了Windows版的缘故吧。

Mac下还有OmniWeb、Shiira等人气很高的浏览器。

  google的chrome也使用webkit作为内核。 

 WebKit 内核在手机上的应用也十分广泛,例如 Google 的手机 Gphone、 Apple 的 iPhone, Nokia’s Series 60 browser 等所使用的 Browser 内核引擎,都是基于 WebKit。
 
 
二、浏览器渲染原理(http://hi.baidu.com/zhoumm1008/blog/item/03fa88f97fe5ddebfd037f4b.html)

Web页面运行在各种各样的浏览器当中,浏览器载入、渲染页面的速度直接影响着用户体验简单地说,页面渲染就是浏览器将html代码根据CSS定义的规则显示在浏览器窗口中的这个过程。先来大致了解一下浏览器都是怎么干活的:
  1. 用户输入网址(假设是个html页面,并且是第一次访问),浏览器向服务器发出请求,服务器返回html文件;
  2. 浏览器开始载入html代码,发现<head>标签内有一个<link>标签引用外部CSS文件;
  3. 浏览器又发出CSS文件的请求,服务器返回这个CSS文件;
  4. 浏览器继续载入html中<body>部分的代码,并且CSS文件已经拿到手了,可以开始渲染页面了;
  5. 浏览器在代码中发现一个<img>标签引用了一张图片,向服务器发出请求。此时浏览器不会等到图片下载完,而是继续渲染后面的代码;
  6. 服务器返回图片文件,由于图片占用了一定面积,影响了后面段落的排布,因此浏览器需要回过头来重新渲染这部分代码;
  7. 浏览器发现了一个包含一行Javascript代码的<script>标签,赶快运行它;
  8. Javascript脚本执行了这条语句,它命令浏览器隐藏掉代码中的某个

(style.display=”none”)。杯具啊,突然就少了这么一个元素,浏览器不得不重新渲染这部分代码;
  9. 终于等到了</html>的到来,浏览器泪流满面……
  10. 等等,还没完,用户点了一下界面中的“换肤”按钮,Javascript让浏览器换了一下<link>标签的CSS路径;
  11. 浏览器召集了在座的各位<span><ul><li>们,“大伙儿收拾收拾行李,咱得重新来过……”,浏览器向服务器请
  求了新的CSS文件,重新渲染页面。

 

 

  浏览器每天就这么来来回回跑着,要知道不同的人写出来的html和css代码质量参差不齐,说不定哪天跑着跑着就挂掉了。好在这个世界还有这么一群人——页面重构工程师,平时挺不起眼,也就帮视觉设计师们切切图啊改改字,其实背地里还是干了不少实事的。

说到页面为什么会慢?那是因为浏览器要花时间、花精力去渲染,尤其是当它发现某个部分发生了点变化影响了布局,需要倒回去重新渲染,内行称这个回退的过程叫reflow。

不同内核浏览器的差异以及浏览器渲染简介


 

   reflow几乎是无法避免的。现在界面上流行的一些效果,比如树状目录的折叠、展开(实质上是元素的显示与隐藏)等,都将引起浏览器的 reflow。鼠标滑过、点击……只要这些行为引起了页面上某些元素的占位面积、定位方式、边距等属性的变化,都会引起它内部、周围甚至整个页面的重新渲染。通常我们都无法预估浏览器到底会reflow哪一部分的代码,它们都彼此相互影响着。

不同内核浏览器的差异以及浏览器渲染简介

   reflow问题是可以优化的,我们可以尽量减少不必要的reflow。比如开头的例子中的<img>图片载入问题,这其实就是一个可以避免的reflow——给图片设置宽度和高度就可以了。这样浏览器就知道了图片的占位面积,在载入图片前就预留好了位置。

另外,有个和reflow看上去差不多的术语:repaint,中文叫重绘。 如果只是改变某个元素的背景色、文字颜色、边框颜色等等不影响它周围或内部布局的属性,将只会引起浏览器repaint。repaint的速度明显快于 reflow(在IE下需要换一下说法,reflow要比repaint 更缓慢)。

 

 

三、从浏览器的渲染原理讲CSS性能(http://hi.baidu.com/zhoumm1008/blog/item/03fa88f97fe5ddebfd037f4b.html)

 

平时我们几乎每天都在和浏览器打交道,写出来的页面很有可能在不同的浏览器下显示的不一样。苦逼的前端攻城师们为了兼容各个浏览器而不断地去测试和调试,还在脑子中记下各种遇到的BUG及解决方案,而我们好像并没有去主动地关注和了解下浏览器的工作原理。如果我们对此做一点了解,我想在项目过程中就可以根据它有效的避免一些问题以及对页面性能做出相应的改进。今天我们主要根据浏览器的渲染原理对CSS的书写性能做一点改进(当然还有JS本篇文章暂不考虑,后面的文章会做介绍),下面让我们一起来揭开浏览器的渲染原理这一神秘的面纱吧:

最终决定浏览器表现出来的页面效果的差异是:渲染引擎 Rendering Engine(也叫做排版引擎),也就是我们通常所说的“浏览器内核”,负责解析网页语法(如HTML、JavaScript)并渲染、展示网页。相同的代码在不同的浏览器呈现出来的效果不一样,那么就很有可能是不同的浏览器内核导致的。

我们来看一下加载页面时浏览器的具体工作流程(图一):

(图一)

1、解析HTML以重建DOM树(Parsing HTML to construct the DOM tree ):渲染引擎开始解析HTML文档,转换树中的标签到DOM节点,它被称为“内容树”。

2、构建渲染树(Render tree construction):解析CSS(包括外部CSS文件和样式元素),根据CSS选择器计算出节点的样式,创建另一个树 —- 渲染树。

3、布局渲染树(Layout of the render tree): 从根节点递归调用,计算每一个元素的大小、位置等,给每个节点所应该出现在屏幕上的精确坐标。

4、绘制渲染树(Painting the render tree) : 遍历渲染树,每个节点将使用UI后端层来绘制。

主要的流程就是:构建一个dom树,页面要显示的各元素都会创建到这个dom树当中,每当一个新元素加入到这个dom树当中,浏览器便会通过css引擎查遍css样式表,找到符合该元素的样式规则应用到这个元素上。

注意了:css引擎查找样式表,对每条规则都按从右到左的顺序去匹配。 看如下规则:

1#nav  li {}

看起来很快,实际上很慢,尽管这让人有点费解#_#。我们中的大多数人,尤其是那些从左到右阅读的人,可能猜想浏览器也是执行从左到右匹配规则的,因此会推测这条规则的开销并不高。在脑海中,我们想象浏览器会像这样工作:找到唯一的ID为nav的元素,然后把这个样式应用到直系子元素的li元素上。我们知道有一个ID为nav的元素,并且它只有几个Li子元素,所以这个CSS选择符应该相当高效。

事实上,CSS选择符是从右到左进行匹配的。了解这方面的知识后,我们知道这个之前看似高效地规则实际开销相当高,浏览器必须遍历页面上每个li元素并确定其父元素的id是否为nav。

1*{}

额,这种方法我刚写CSS的也写过,殊不知这种效率是差到极点的做法,因为*通配符将匹配所有元素,所以浏览器必须去遍历每一个元素,这样的计算次数可能是上万次!

1ul#nav{} ul.nav{}

在页面中一个指定的ID只能对应一个元素,所以没有必要添加额外的限定符,而且这会使它更低效。同时也不要用具体的标签限定类选择符,而是要根据实际的情况对类名进行扩展。例如把ul.nav改成.main_nav更好。

1ul li li li .nav_item{}

对于这样的选择器,之前也写过,最后自己也数不过来有多少后代选择器了,何不用一个类来关联最后的标签元素,如.extra_navitem,这样只需要匹配class为extra_navitem的元素,效率明显提升了

对此,在CSS书写过程中,总结出如下性能提升的方案:

  1. 避免使用通配规则      如    *{} 计算次数惊人!只对需要用到的元素进行选择
  2. 尽量少的去对标签进行选择,而是用class     如:#nav li{},可以为li加上nav_item的类名,如下选择.nav_item{}
  3. 不要去用标签限定ID或者类选择符   如:ul#nav,应该简化为#nav
  4. 尽量少的去使用后代选择器,降低选择器的权重值  后代选择器的开销是最高的,尽量将选择器的深度降到最低,最高不要超过三层,更多的使用类来关联每一个标签元素
  5. 考虑继承 了解哪些属性是可以通过继承而来的,然后避免对这些属性重复指定规则

选用高效的选择符,可以减少页面的渲染时间,从而有效的提升用户体验(页面越快,用户当然越喜欢^_^),你可以看一下CSS selectors Test,这个实验的重点是评估复杂选择符和简单选择符的开销。也许当你想让渲染速度最高效时,你可能会给每个独立的标签配置一个ID,然后用这些ID写样式。那的确会超级快,也超级荒唐!这样的结果是语义极差,后期的维护难到了极点。

但说到底,CSS性能这东西对于小的项目来讲可能真的是微乎其微的东西,提升可能也不是很明显,但对于大型的项目肯定是有帮助的。而且一个好的CSS书写习惯和方式能够帮助我们更加严谨的要求自己。