前端必读:浏览器内部工做原理

转自:http://kb.cnblogs.com/page/129756/css

 

  目录

  1、介绍
  2、渲染引擎
  3、解析与DOM树构建
  4、渲染树构建
  5、布局
  6、绘制
  7、动态变化
  8、渲染引擎的线程
  9、CSS2可视模型html

  1、介绍html5

  浏览器能够被认为是使用最普遍的软件,本文将介绍浏览器的工做原理,咱们将看到,从你在地址栏输入google.com到你看到google主页过程当中都发生了什么。node

  将讨论的浏览器

   今天,有五种主流浏览器——IE、Firefox、Safari、Chrome及Opera。git

  本文将基于一些开源浏览器的例子——Firefox、Chrome及Safari,Safari是部分开源的。web

  根据W3C(World Wide Web Consortium万维网联盟)的浏览器统计数据,当前(2011年5月),Firefox、Safari及Chrome的市场占有率综合已接近60%。(原文为2009年10月,数据没有太大变化)所以,能够说开源浏览器已经占据了浏览器市场的半壁江山。正则表达式

  浏览器的主要功能

  浏览器的主要功能是将用户选择的web资源呈现出来,它须要从服务器请求资源,并将其显示在浏览器窗口中,资源的格式一般是HTML,也包括PDF、image及其余格式。用户用URI(Uniform Resource Identifier统一资源标识符)来指定所请求资源的位置,在网络一章有更多讨论。算法

  HTML和CSS规范中规定了浏览器解释html文档的方式,由W3C组织对这些规范进行维护,W3C是负责制定web标准的组织。express

  HTML规范的最新版本是HTML4(http://www.w3.org/TR/html401/),HTML5还在制定中(译注:两年前),最新的CSS规范版本是2(http://www.w3.org/TR/CSS2),CSS3也还正在制定中(译注:一样两年前)。canvas

  这些年来,浏览器厂商纷纷开发本身的扩展,对规范的遵循并不完善,这为web开发者带来了严重的兼容性问题。

  可是,浏览器的用户界面则差很少,常见的用户界面元素包括:

    • 用来输入URI的地址栏
    • 前进、后退按钮
    • 书签选项
    • 用于刷新及暂停当前加载文档的刷新、暂停按钮
    • 用于到达主页的主页按钮

  奇怪的是,并无哪一个正式公布的规范对用户界面作出规定,这些是多年来各浏览器厂商之间相互模仿和不断改进的结果。

  HTML5并无规定浏览器必须具备的UI元素,但列出了一些经常使用元素,包括地址栏、状态栏及工具栏。还有一些浏览器有本身专有的功能,好比Firefox的下载管理。更多相关内容将在后面讨论用户界面时介绍。

  浏览器的主要构成(High Level Structure)

  浏览器的主要组件包括:

  1. 用户界面 - 包括地址栏、后退/前进按钮、书签目录等,也就是你所看到的除了用来显示你所请求页面的主窗口以外的其余部分。

  2. 浏览器引擎 - 用来查询及操做渲染引擎的接口。

  3. 渲染引擎 - 用来显示请求的内容,例如,若是请求内容为html,它负责解析html及css,并将解析后的结果显示出来。

  4. 网络 - 用来完成网络调用,例如http请求,它具备平台无关的接口,能够在不一样平台上工做。

  5. UI后端 - 用来绘制相似组合选择框及对话框等基本组件,具备不特定于某个平台的通用接口,底层使用操做系统的用户接口。

  6. JS解释器 - 用来解释执行JS代码。

  7. 数据存储 - 属于持久层,浏览器须要在硬盘中保存相似cookie的各类数据,HTML5定义了web database技术,这是一种轻量级完整的客户端存储技术

图1:浏览器主要组件

  须要注意的是,不一样于大部分浏览器,Chrome为每一个Tab分配了各自的渲染引擎实例,每一个Tab就是一个独立的进程。

  对于构成浏览器的这些组件,后面会逐一详细讨论。

2、渲染引擎(The rendering engine)

  渲染引擎的职责就是渲染,即在浏览器窗口中显示所请求的内容。

  默认状况下,渲染引擎能够显示html、xml文档及图片,它也能够借助插件(一种浏览器扩展)显示其余类型数据,例如使用PDF阅读器插件,能够显示PDF格式,将由专门一章讲解插件及扩展,这里只讨论渲染引擎最主要的用途——显示应用了CSS以后的html及图片。

  渲染引擎简介

    本文所讨论的浏览器——Firefox、Chrome和Safari是基于两种渲染引擎构建的,Firefox使用Geoko——Mozilla自主研发的渲染引擎,Safari和Chrome都使用webkit。

  Webkit是一款开源渲染引擎,它原本是为Linux平台研发的,后来由Apple移植到Mac及Windows上,相关内容请参考http://webkit.org

  渲染主流程(The main flow)

   渲染引擎首先经过网络得到所请求文档的内容,一般以8K分块的方式完成。

  下面是渲染引擎在取得内容以后的基本流程:

  解析html以构建dom树 -> 构建render树 -> 布局render树 -> 绘制render树

图2:渲染引擎基本流程

  渲染引擎开始解析html,并将标签转化为内容树中的dom节点。接着,它解析外部CSS文件及style标签中的样式信息。这些样式信息以及html中的可见性指令将被用来构建另外一棵树——render树。

  Render树由一些包含有颜色和大小等属性的矩形组成,它们将被按照正确的顺序显示到屏幕上。

  Render树构建好了以后,将会执行布局过程,它将肯定每一个节点在屏幕上的确切坐标。再下一步就是绘制,即遍历render树,并使用UI后端层绘制每一个节点。

  值得注意的是,这个过程是逐步完成的,为了更好的用户体验,渲染引擎将会尽量早的将内容呈现到屏幕上,并不会等到全部的html都解析完成以后再去构建和布局render树。它是解析完一部份内容就显示一部份内容,同时,可能还在经过网络下载其他内容。

图3:webkit主流程

图4:Mozilla的Geoko渲染引擎主流程

  从图3和4中能够看出,尽管webkit和Gecko使用的术语稍有不一样,他们的主要流程基本相同。Gecko称可见的格式化元素组成的树为frame树,每一个元素都是一个frame,webkit则使用render树这个名词来命名由渲染对象组成的树。Webkit中元素的定位称为布局,而Gecko中称为回流。Webkit称利用dom节点及样式信息去构建render树的过程为attachment,Gecko在html和dom树之间附加了一层,这层称为内容接收器,至关制造dom元素的工厂。下面将讨论流程中的各个阶段。

3、解析与DOM树构建(Parsing and DOM tree construction)

  解析(Parsing-general)

  既然解析是渲染引擎中一个很是重要的过程,咱们将稍微深刻的研究它。首先简要介绍一下解析。

  解析一个文档即将其转换为具备必定意义的结构——编码能够理解和使用的东西。解析的结果一般是表达文档结构的节点树,称为解析树或语法树。

  例如,解析“2+3-1”这个表达式,可能返回这样一棵树。

图5:数学表达式树节点

  文法(Grammars)

  解析基于文档依据的语法规则——文档的语言或格式。每种可被解析的格式必须具备由词汇及语法规则组成的特定的文法,称为上下文无关文法。人类语言不具备这一特性,所以不能被通常的解析技术所解析。

  解析器-词法分析器(Parser-Lexer combination)

  解析能够分为两个子过程——语法分析及词法分析

  词法分析就是将输入分解为符号,符号是语言的词汇表——基本有效单元的集合。对于人类语言来讲,它至关于咱们字典中出现的全部单词。

  语法分析指对语言应用语法规则。

  解析器通常将工做分配给两个组件——词法分析器(有时也叫分词器)负责将输入分解为合法的符号,解析器则根据语言的语法规则分析文档结构,从而构建解析树,词法分析器知道怎么跳过空白和换行之类的无关字符。

图6:从源文档到解析树

  解析过程是迭代的,解析器从词法分析器处取到一个新的符号,并试着用这个符号匹配一条语法规则,若是匹配了一条规则,这个符号对应的节点将被添加到解析树上,而后解析器请求另外一个符号。若是没有匹配到规则,解析器将在内部保存该符号,并从词法分析器取下一个符号,直到全部内部保存的符号可以匹配一项语法规则。若是最终没有找到匹配的规则,解析器将抛出一个异常,这意味着文档无效或是包含语法错误。

  转换(Translation)

  不少时候,解析树并非最终结果。解析通常在转换中使用——将输入文档转换为另外一种格式。编译就是个例子,编译器在将一段源码编译为机器码的时候,先将源码解析为解析树,而后将该树转换为一个机器码文档。

图7:编译流程

  解析实例Parsing example

  图5中,咱们从一个数学表达式构建了一个解析树,这里定义一个简单的数学语言来看下解析过程。

  词汇表:咱们的语言包括整数、加号及减号。

  语法:

  1. 该语言的语法基本单元包括表达式、term及操做符

  2. 该语言能够包括多个表达式

  3. 一个表达式定义为两个term经过一个操做符链接

  4. 操做符能够是加号或减号

  5. term能够是一个整数或一个表达式

  如今来分析一下“2+3-1”这个输入

  第一个匹配规则的子字符串是“2”,根据规则5,它是一个term,第二个匹配的是“2+3”,它符合第2条规则——一个操做符链接两个term,下一次匹配发生在输入的结束处。“2+3-1”是一个表达式,由于咱们已经知道“2+3”是一个term,因此咱们有了一个term紧跟着一个操做符及另外一个term。“2++”将不会匹配任何规则,所以是一个无效输入。

  词汇表及语法的定义

  词汇表一般利用正则表达式来定义。

  例如上面的语言能够定义为:

  INTEGER:0|[1-9][0-9]*

  PLUS:+

  MINUS:-

  正如看到的,这里用正则表达式定义整数。

  语法一般用BNF格式定义,咱们的语言能够定义为:

  expression := term operation term

  operation := PLUS | MINUS

  term := INTEGER | expression

  若是一个语言的文法是上下文无关的,则它能够用正则解析器来解析。对上下文无关文法的一个直观的定义是,该文法能够用BNF来完整的表达。可查看http://en.wikipedia.org/wiki/Context-free_grammar

  解析器类型(Types of parsers)

  有两种基本的解析器——自顶向下解析及自底向上解析。比较直观的解释是,自顶向下解析,查看语法的最高层结构并试着匹配其中一个;自底向上解析则从输入开始,逐步将其转换为语法规则,从底层规则开始直到匹配高层规则。

  来看一下这两种解析器如何解析上面的例子:

  自顶向下解析器从最高层规则开始——它先识别出“2+3“,将其视为一个表达式,而后识别出”2+3-1“为一个表达式(识别表达式的过程当中匹配了其余规则,但出发点是最高层规则)。

  自底向上解析会扫描输入直到匹配了一条规则,而后用该规则取代匹配的输入,直到解析完全部输入。部分匹配的表达式被放置在解析堆栈中。

Stack

Input

 

2 + 3 – 1

term

+ 3 - 1

term operation

3 – 1

expression

- 1

expression operation

1

expression

 

  自底向上解析器称为shift reduce解析器,由于输入向右移动(想象一个指针首先指向输入开始处,并向右移动),并逐渐简化为语法规则。

  自动化解析(Generating parsers automatically)

  解析器生成器这个工具能够自动生成解析器,只须要指定语言的文法——词汇表及语法规则,它就能够生成一个解析器。建立一个解析器须要对解析有深刻的理解,并且手动的建立一个由较好性能的解析器并不容易,因此解析生成器颇有用。Webkit使用两个知名的解析生成器——用于建立语法分析器的Flex及建立解析器的Bison(你可能接触过Lex和Yacc)。Flex的输入是一个包含了符号定义的正则表达式,Bison的输入是用BNF格式表示的语法规则。

  HTML解析器(HTML Parser)

  HTML解析器的工做是将html标识解析为解析树。

   HTML文法定义(The HTML grammar definition)

  W3C组织制定规范定义了HTML的词汇表和语法。

 非上下文无关文法(Not a context free grammar)

  正如在解析简介中提到的,上下文无关文法的语法能够用相似BNF的格式来定义。

  不幸的是,全部的传统解析方式都不适用于html(固然我提出它们并不仅是由于好玩,它们将用来解析css和js),html不能简单的用解析所需的上下文无关文法来定义。

  Html有一个正式的格式定义——DTD(Document Type Definition文档类型定义)——但它并非上下文无关文法,html更接近于xml,如今有不少可用的xml解析器,html有个xml的变体——xhtml,它们间的不一样在于,html更宽容,它容许忽略一些特定标签,有时能够省略开始或结束标签。总的来讲,它是一种soft语法,不像xml呆板、执拗。

  显然,这个看起来很小的差别却带来了很大的不一样。一方面,这是html流行的缘由——它的宽容使web开发人员的工做更加轻松,但另外一方面,这也使很难去写一个格式化的文法。因此,html的解析并不简单,它既不能用传统的解析器解析,也不能用xml解析器解析。

  HTML DTD

    Html适用DTD格式进行定义,这一格式是用于定义SGML家族的语言,包括了对全部容许元素及它们的属性和层次关系的定义。正如前面提到的,html DTD并无生成一种上下文无关文法。

  DTD有一些变种,标准模式只遵照规范,而其余模式则包含了对浏览器过去所使用标签的支持,这么作是为了兼容之前内容。最新的标准DTD在http://www.w3.org/TR/html4/strict.dtd

    DOM

    输出的树,也就是解析树,是由DOM元素及属性节点组成的。DOM是文档对象模型的缩写,它是html文档的对象表示,做为html元素的外部接口供js等调用。

  树的根是“document”对象。

  DOM和标签基本是一一对应的关系,例如,以下的标签:

<html>
<body>
<p>
Hello DOM
</p>
<div><img src=”example.png” /></div>
</body>
</html>

  将会被转换为下面的DOM树:

图8:示例标签对应的DOM树

  和html同样,DOM的规范也是由W3C组织制定的。访问http://www.w3.org/DOM/DOMTR,这是使用文档的通常规范。一个模型描述一种特定的html元素,能够在http://www.w3.org/TR/2003/REC-DOM-Level-2-HTML-20030109/idl-definitions.htm查看html定义。

  这里所谓的树包含了DOM节点是说树是由实现了DOM接口的元素构建而成的,浏览器使用已被浏览器内部使用的其余属性的具体实现。

  解析算法(The parsing algorithm)

  正如前面章节中讨论的,hmtl不能被通常的自顶向下或自底向上的解析器所解析。

  缘由是:

  1. 这门语言自己的宽容特性

  2. 浏览器对一些常见的非法html有容错机制

  3. 解析过程是往复的,一般源码不会在解析过程当中发生改变,但在html中,脚本标签包含的“document.write”可能添加标签,这说明在解析过程当中实际上修改了输入。

  不能使用正则解析技术,浏览器为html定制了专属的解析器。

  Html5规范中描述了这个解析算法,算法包括两个阶段——符号化及构建树。

  符号化是词法分析的过程,将输入解析为符号,html的符号包括开始标签、结束标签、属性名及属性值。

  符号识别器识别出符号后,将其传递给树构建器,并读取下一个字符,以识别下一个符号,这样直处处理完全部输入。

图9:HTML解析流程

  符号识别算法(The tokenization algorithm)

    算法输出html符号,该算法用状态机表示。每次读取输入流中的一个或多个字符,并根据这些字符转移到下一个状态,当前的符号状态及构建树状态共同影响结果,这意味着,读取一样的字符,可能由于当前状态的不一样,获得不一样的结果以进入下一个正确的状态。

  这个算法很复杂,这里用一个简单的例子来解释这个原理。

  基本示例——符号化下面的html:

<html>
<body>
Hello world
</body>
</html>

  初始状态为“Data State”,当遇到“<”字符,状态变为“Tag open state”,读取一个a-z的字符将产生一个开始标签符号,状态相应变为“Tag name state”,一直保持这个状态直到读取到“>”,每一个字符都附加到这个符号名上,例子中建立的是一个html符号。

  当读取到“>”,当前的符号就完成了,此时,状态回到“Data state”,“<body>”重复这一处理过程。到这里,html和body标签都识别出来了。如今,回到“Data state”,读取“Hello world”中的字符“H”将建立并识别出一个字符符号,这里会为“Hello world”中的每一个字符生成一个字符符号。

  这样直到遇到“</body>”中的“<”。如今,又回到了“Tag open state”,读取下一个字符“/”将建立一个闭合标签符号,而且状态转移到“Tag name state”,仍是保持这一状态,直到遇到“>”。而后,产生一个新的标签符号并回到“Data state”。后面的“</html>”将和“</body>”同样处理。

图10:符号化示例输入

  树的构建算法(Tree construction algorithm)

  在树的构建阶段,将修改以Document为根的DOM树,将元素附加到树上。每一个由符号识别器识别生成的节点将会被树构造器进行处理,规范中定义了每一个符号相对应的Dom元素,对应的Dom元素将会被建立。这些元素除了会被添加到Dom树上,还将被添加到开放元素堆栈中。这个堆栈用来纠正嵌套的未匹配和未闭合标签,这个算法也是用状态机来描述,全部的状态采用插入模式。

  来看一下示例中树的建立过程:

<html>
<body>
Hello world
</body>
</html>

  构建树这一阶段的输入是符号识别阶段生成的符号序列。

  首先是“initial mode”,接收到html符号后将转换为“before html”模式,在这个模式中对这个符号进行再处理。此时,建立了一个HTMLHtmlElement元素,并将其附加到根Document对象上。

  状态此时变为“before head”,接收到body符号时,即便这里没有head符号,也将自动建立一个HTMLHeadElement元素并附加到树上。

  如今,转到“in head”模式,而后是“after head”。到这里,body符号会被再次处理,将建立一个HTMLBodyElement并插入到树中,同时,转移到“in body”模式。

  而后,接收到字符串“Hello world”的字符符号,第一个字符将致使建立并插入一个text节点,其余字符将附加到该节点。

  接收到body结束符号时,转移到“after body”模式,接着接收到html结束符号,这个符号意味着转移到了“after after body”模式,当接收到文件结束符时,整个解析过程结束。

图11:示例html树的构建过程

  解析结束时的处理(Action when the parsing is finished)

    在这个阶段,浏览器将文档标记为可交互的,并开始解析处于延时模式中的脚本——这些脚本在文档解析后执行。

  文档状态将被设置为完成,同时触发一个load事件。

  Html5规范中有符号化及构建树的完整算法(http://www.w3.org/TR/html5/syntax.html#html-parser)。

  浏览器容错(Browsers error tolerance)

    你历来不会在一个html页面上看到“无效语法”这样的错误,浏览器修复了无效内容并继续工做。

  如下面这段html为例:

<html>
<mytag>
</mytag>
<div>
<p>
</div>
Really lousy HTML
</p>
</html>

  这段html违反了不少规则(mytag不是合法的标签,p及div错误的嵌套等等),可是浏览器仍然能够没有任何怨言的继续显示,它在解析的过程当中修复了html做者的错误。

  浏览器都具备错误处理的能力,可是,另人惊讶的是,这并非html最新规范的内容,就像书签及前进后退按钮同样,它只是浏览器长期发展的结果。一些比较知名的非法html结构,在许多站点中出现过,浏览器都试着以一种和其余浏览器一致的方式去修复。

  Html5规范定义了这方面的需求,webkit在html解析类开始部分的注释中作了很好的总结。

  解析器将符号化的输入解析为文档并建立文档,但不幸的是,咱们必须处理不少没有很好格式化的html文档,至少要当心下面几种错误状况。

  1. 在未闭合的标签中添加明确禁止的元素。这种状况下,应该先将前一标签闭合

  2. 不能直接添加元素。有些人在写文档的时候会忘了中间一些标签(或者中间标签是可选的),好比HTML HEAD BODY TR TD LI等

  3. 想在一个行内元素中添加块状元素。关闭全部的行内元素,直到下一个更高的块状元素

  4. 若是这些都不行,就闭合当前标签直到能够添加该元素。

  下面来看一些webkit容错的例子:

  </br>替代<br>

  一些网站使用</br>替代<br>,为了兼容IE和Firefox,webkit将其看做<br>。

  代码:

if (t->isCloseTag(brTag) && m_document->inCompatMode()) {
reportError(MalformedBRError);
t->beginTag = true;
}

  Note -这里的错误处理在内部进行,用户看不到。

  迷路的表格

  这指一个表格嵌套在另外一个表格中,但不在它的某个单元格内。

  好比下面这个例子:

<table>
<table>
<tr><td>inner table</td></tr>
</table>
<tr><td>outer table</td></tr>
</table>

  webkit将会将嵌套的表格变为两个兄弟表格:

<table>
<tr><td>outer table</td></tr>
</table>
<table>
<tr><td>inner table</td></tr>
</table>

  代码:

if (m_inStrayTableContent && localName == tableTag)
popBlock(tableTag);

  webkit使用堆栈存放当前的元素内容,它将从外部表格的堆栈中弹出内部的表格,则它们变为了兄弟表格。

  嵌套的表单元素

  用户将一个表单嵌套到另外一个表单中,则第二个表单将被忽略。

  代码:

if (!m_currentFormElement) {
m_currentFormElement = new HTMLFormElement(formTag,m_document);
}

  太深的标签继承

  www.liceo.edu.mx是一个由嵌套层次的站点的例子,最多只容许20个相同类型的标签嵌套,多出来的将被忽略。

  代码:

bool HTMLParser::allowNestedRedundantTag(const AtomicString& tagName)
{
unsigned i = 0;
for (HTMLStackElem* curr = m_blockStack;
i < cMaxRedundantTagDepth && curr && curr->tagName == tagName;
curr = curr->next, i++) { }
return i != cMaxRedundantTagDepth;
}

  放错了地方的html、body闭合标签

  又一次不言自明。

  支持不完整的html。咱们历来不闭合body,由于一些愚蠢的网页老是在还未真正结束时就闭合它。咱们依赖调用end方法去执行关闭的处理。

  代码:

if (t->tagName == htmlTag || t->tagName == bodyTag )
return;

  因此,web开发者要当心了,除非你想成为webkit容错代码的范例,不然仍是写格式良好的html吧。

  CSS解析(CSS parsing)

  还记得简介中提到的解析的概念吗,不一样于html,css属于上下文无关文法,能够用前面所描述的解析器来解析。Css规范定义了css的词法及语法文法。

  看一些例子:

  每一个符号都由正则表达式定义了词法文法(词汇表):

comment///*[^*]*/*+([^/*][^*]*/*+)*//
num[0-9]+|[0-9]*"."[0-9]+
nonascii[/200-/377]
nmstart[_a-z]|{nonascii}|{escape}
nmchar[_a-z0-9-]|{nonascii}|{escape}
name{nmchar}+
ident{nmstart}{nmchar}*

  “ident”是识别器的缩写,至关于一个class名,“name”是一个元素id(用“#”引用)。

  语法用BNF进行描述:

ruleset
: selector [ ',' S* selector ]*
'{' S* declaration [ ';' S* declaration ]* '}' S*
;
selector
: simple_selector [ combinator selector | S+ [ combinator selector ] ]
;
simple_selector
: element_name [ HASH | class | attrib | pseudo ]*
| [ HASH | class | attrib | pseudo ]+
;
class
: '.' IDENT
;
element_name
: IDENT | '*'
;
attrib
: '[' S* IDENT S* [ [ '=' | INCLUDES | DASHMATCH ] S*
[ IDENT | STRING ] S* ] ']'
;
pseudo
: ':' [ IDENT | FUNCTION S* [IDENT S*] ')' ]
;
说明:一个规则集合有这样的结构
div.error , a.error {
color:red;
font-weight:bold;
}
div.error和a.error时选择器,大括号中的内容包含了这条规则集合中的规则,这个结构在下面的定义中正式的定义了:
ruleset
: selector [ ',' S* selector ]*
'{' S* declaration [ ';' S* declaration ]* '}' S*
;

  这说明,一个规则集合具备一个或是可选个数的多个选择器,这些选择器以逗号和空格(S表示空格)进行分隔。每一个规则集合包含大括号及大括号中的一条或多条以分号隔开的声明。声明和选择器在后面进行定义。

  Webkit CSS解析器(Webkit CSS parser)

  Webkit使用Flex和Bison解析生成器从CSS语法文件中自动生成解析器。回忆一下解析器的介绍,Bison建立一个自底向上的解析器,Firefox使用自顶向下解析器。它们都是将每一个css文件解析为样式表对象,每一个对象包含css规则,css规则对象包含选择器和声明对象,以及其余一些符合css语法的对象。

图12:解析css

 处理脚本及样式表的顺序(The order of processing scripts and style sheets)

  脚本

  web的模式是同步的,开发者但愿解析到一个script标签时当即解析执行脚本,并阻塞文档的解析直到脚本执行完。若是脚本是外引的,则网络必须先请求到这个资源——这个过程也是同步的,会阻塞文档的解析直到资源被请求到。这个模式保持了不少年,而且在html4及html5中都特别指定了。开发者能够将脚本标识为defer,以使其不阻塞文档解析,并在文档解析结束后执行。Html5增长了标记脚本为异步的选项,以使脚本的解析执行使用另外一个线程。

  预解析(Speculative parsing)

  Webkit和Firefox都作了这个优化,当执行脚本时,另外一个线程解析剩下的文档,并加载后面须要经过网络加载的资源。这种方式可使资源并行加载从而使总体速度更快。须要注意的是,预解析并不改变Dom树,它将这个工做留给主解析过程,本身只解析外部资源的引用,好比外部脚本、样式表及图片。

  样式表(Style sheets)

  样式表采用另外一种不一样的模式。理论上,既然样式表不改变Dom树,也就没有必要停下文档的解析等待它们,然而,存在一个问题,脚本可能在文档的解析过程当中请求样式信息,若是样式尚未加载和解析,脚本将获得错误的值,显然这将会致使不少问题,这看起来是个边缘状况,但确实很常见。Firefox在存在样式表还在加载和解析时阻塞全部的脚本,而Chrome只在当脚本试图访问某些可能被未加载的样式表所影响的特定的样式属性时才阻塞这些脚本。

  4、渲染树构建(Render tree construction)

 

  当Dom树构建完成时,浏览器开始构建另外一棵树——渲染树。渲染树由元素显示序列中的可见元素组成,它是文档的可视化表示,构建这棵树是为了以正确的顺序绘制文档内容。

  Firefox将渲染树中的元素称为frames,WebKit则用renderer或渲染对象来描述这些元素。

  一个渲染对象知道怎么布局及绘制本身及它的children。

  RenderObject是Webkit的渲染对象基类,它的定义以下:

class RenderObject{
virtual void layout();
virtual void paint(PaintInfo);
virtual void rect repaintRect();
Node* node;//the DOM node
RenderStyle* style;// the computed style
RenderLayer* containgLayer; //the containing z-index layer
}

  每一个渲染对象用一个和该节点的css盒模型相对应的矩形区域来表示,正如css2所描述的那样,它包含诸如宽、高和位置之类的几何信息。盒模型的类型受该节点相关的display样式属性的影响(参考样式计算章节)。下面的webkit代码说明了如何根据display属性决定某个节点建立何种类型的渲染对象。

RenderObject* RenderObject::createObject(Node* node, RenderStyle* style)
{
Document* doc = node->document();
RenderArena* arena = doc->renderArena();
...
RenderObject* o = 0;
switch (style->display()) {
case NONE:
break;
case INLINE:
o = new (arena) RenderInline(node);
break;
case BLOCK:
o = new (arena) RenderBlock(node);
break;
case INLINE_BLOCK:
o = new (arena) RenderBlock(node);
break;
case LIST_ITEM:
o = new (arena) RenderListItem(node);
break;
...
}
return o;
}

  元素的类型也须要考虑,例如,表单控件和表格带有特殊的框架。

  在Webkit中,若是一个元素想建立一个特殊的渲染对象,它须要重写“createRenderer”方法,使渲染对象指向不包含几何信息的样式对象。

  渲染树和Dom树的关系(The render tree relation to the DOM tree)

  渲染对象和Dom元素相对应,但这种对应关系不是一对一的,不可见的Dom元素不会被插入渲染树,例如head元素。另外,display属性为none的元素也不会在渲染树中出现(visibility属性为hidden的元素将出如今渲染树中)。

  还有一些Dom元素对应几个可见对象,它们通常是一些具备复杂结构的元素,没法用一个矩形来描述。例如,select元素有三个渲染对象——一个显示区域、一个下拉列表及一个按钮。一样,当文本由于宽度不够而折行时,新行将做为额外的渲染元素被添加。另外一个多个渲染对象的例子是不规范的html,根据css规范,一个行内元素只能仅包含行内元素或仅包含块状元素,在存在混合内容时,将会建立匿名的块状渲染对象包裹住行内元素。

  一些渲染对象和所对应的Dom节点不在树上相同的位置,例如,浮动和绝对定位的元素在文本流以外,在两棵树上的位置不一样,渲染树上标识出真实的结构,并用一个占位结构标识出它们原来的位置。

图13:渲染树及对应的Dom树

  建立树的流程(The flow of constructing the tree)

    Firefox中,表述为一个监听Dom更新的监听器,将frame的建立委派给Frame Constructor,这个构建器计算样式(参看样式计算)并建立一个frame。

  Webkit中,计算样式并生成渲染对象的过程称为attachment,每一个Dom节点有一个attach方法,attachment的过程是同步的,调用新节点的attach方法将节点插入到Dom树中。

  处理html和body标签将构建渲染树的根,这个根渲染对象对应被css规范称为containing block的元素——包含了其余全部块元素的顶级块元素。它的大小就是viewport——浏览器窗口的显示区域,Firefox称它为viewPortFrame,webkit称为RenderView,这个就是文档所指向的渲染对象,树中其余的部分都将做为一个插入的Dom节点被建立。

 样式计算(Style Computation)

  建立渲染树须要计算出每一个渲染对象的可视属性,这能够经过计算每一个元素的样式属性获得。

  样式包括各类来源的样式表,行内样式元素及html中的可视化属性(例如bgcolor),可视化属性转化为css样式属性。

  样式表来源于浏览器默认样式表,及页面做者和用户提供的样式表——有些样式是浏览器用户提供的(浏览器容许用户定义喜欢的样式,例如,在Firefox中,能够经过在Firefox Profile目录下放置样式表实现)。

  计算样式的一些困难:

  1. 样式数据是很是大的结构,保存大量的样式属性会带来内存问题。

  2. 若是不进行优化,找到每一个元素匹配的规则会致使性能问题,为每一个元素查找匹配的规则都须要遍历整个规则表,这个过程有很大的工做量。选择符可能有复杂的结构,匹配过程若是沿着一条开始看似正确,后来却被证实是无用的路径,则必须去尝试另外一条路径。

  例如,下面这个复杂选择符

  div div div div{…}

  这意味着规则应用到三个div的后代div元素,选择树上一条特定的路径去检查,这可能须要遍历节点树,最后却发现它只是两个div的后代,并不使用该规则,而后则须要沿着另外一条路径去尝试

  3. 应用规则涉及很是复杂的级联,它们定义了规则的层次

  咱们来看一下浏览器如何处理这些问题:

  共享样式数据(Sharing style data)

  WebkKit节点引用样式对象(渲染样式),某些状况下,这些对象能够被节点间共享,这些节点须要是兄弟或是表兄弟节点,而且:

  1. 这些元素必须处于相同的鼠标状态(好比不能一个处于hover,而另外一个不是)

  2. 不能有元素具备id

  3. 标签名必须匹配

  4. class属性必须匹配

  5. 对应的属性必须相同

  6. 连接状态必须匹配

  7. 焦点状态必须匹配

  8. 不能有元素被属性选择器影响

  9. 元素不能有行内样式属性

  10. 不能有生效的兄弟选择器,webcore在任何兄弟选择器相遇时只是简单的抛出一个全局转换,而且在它们显示时使整个文档的样式共享失效,这些包括+选择器和相似:first-child和:last-child这样的选择器。

  Firefox规则树(Firefox rule tree)

  Firefox用两个树用来简化样式计算-规则树和样式上下文树,WebKit也有样式对象,但它们并无存储在相似样式上下文树这样的树中,只是由Dom节点指向其相关的样式。

图14:Firefox样式上下文树

  样式上下文包含最终值,这些值是经过以正确顺序应用全部匹配的规则,并将它们由逻辑值转换为具体的值,例如,若是逻辑值为屏幕的百分比,则经过计算将其转化为绝对单位。样式树的使用确实很巧妙,它使得在节点中共享的这些值不须要被屡次计算,同时也节省了存储空间。

  全部匹配的规则都存储在规则树中,一条路径中的底层节点拥有最高的优先级,这棵树包含了所找到的全部规则匹配的路径(译注:能够取巧理解为每条路径对应一个节点,路径上包含了该节点所匹配的全部规则)。规则树并非一开始就为全部节点进行计算,而是在某个节点须要计算样式时,才进行相应的计算并将计算后的路径添加到树中。

  咱们将树上的路径当作辞典中的单词,假如已经计算出了以下的规则树:

  假如须要为内容树中的另外一个节点匹配规则,如今知道匹配的规则(以正确的顺序)为B-E-I,由于咱们已经计算出了路径A-B-E-I-L,因此树上已经存在了这条路径,剩下的工做就不多了。

  如今来看一下树如何保存。

  结构化

    样式上下文按结构划分,这些结构包括相似border或color这样的特定分类的样式信息。一个结构中的全部特性不是继承的就是非继承的,对继承的特性,除非元素自身有定义,不然就从它的parent继承。非继承的特性(称为reset特性)若是没有定义,则使用默认的值。

  样式上下文树缓存完整的结构(包括计算后的值),这样,若是底层节点没有为一个结构提供定义,则使用上层节点缓存的结构。

   使用规则树计算样式上下文

  当为一个特定的元素计算样式时,首先计算出规则树中的一条路径,或是使用已经存在的一条,而后使用路径中的规则去填充新的样式上下文,从样式的底层节点开始,它具备最高优先级(一般是最特定的选择器),遍历规则树,直到填满结构。若是在那个规则节点没有定义所需的结构规则,则沿着路径向上,直到找到该结构规则。

  若是最终没有找到该结构的任何规则定义,那么若是这个结构是继承型的,则找到其在内容树中的parent的结构,这种状况下,咱们也成功的共享告终构;若是这个结构是reset型的,则使用默认的值。

  若是特定的节点添加了值,那么须要作一些额外的计算以将其转换为实际值,而后在树上的节点缓存该值,使它的children可使用。

  当一个元素和它的一个兄弟元素指向同一个树节点时,完整的样式上下文能够被它们共享。

  来看一个例子:假设有下面这段html

<html>
<body>
<div class="err" id="div1">
<p>this is a
<span class="big"> big error </span>
this is also a
<span class="big"> verybigerror</span>
error
</p>
</div>
<div class="err" id="div2">another error</div>
</body>
</html>

  以及下面这些规则

1.div {margin:5px;color:black}
2..err {color:red}
3..big {margin-top:3px}
4.div span {margin-bottom:4px}
5.#div1 {color:blue}
6.#div2 {color:green}

  简化下问题,咱们只填充两个结构——color和margin,color结构只包含一个成员-颜色,margin结构包含四边。

  生成的规则树以下(节点名:指向的规则)

  上下文树以下(节点名:指向的规则节点)

  假设咱们解析html,遇到第二个div标签,咱们须要为这个节点建立样式上下文,并填充它的样式结构。

  咱们进行规则匹配,找到这个div匹配的规则为一、二、6,咱们发现规则树上已经存在了一条咱们可使用的路径一、2,咱们只需为规则6新增一个节点添加到下面(就是规则树中的F)。

  而后建立一个样式上下文并将其放到上下文树中,新的样式上下文将指向规则树中的节点F。

  如今咱们须要填充这个样式上下文,先从填充margin结构开始,既然最后一个规则节点没有添加margin结构,沿着路径向上,直到找到缓存的前面插入节点计算出的结构,咱们发现B是最近的指定margin值的节点。由于已经有了color结构的定义,因此不能使用缓存的结构,既然color只有一个属性,也就不须要沿着路径向上填充其余属性。计算出最终值(将字符串转换为RGB等),并缓存计算后的结构。

  第二个span元素更简单,进行规则匹配后发现它指向规则G,和前一个span同样,既然有兄弟节点指向同一个节点,就能够共享完整的样式上下文,只需指向前一个span的上下文。

  由于结构中包含继承自parent的规则,上下文树作了缓存(color特性是继承来的,但Firefox将其视为reset并在规则树中缓存)。

  例如,若是咱们为一个paragraph的文字添加规则:

  p {font-family:Verdana;font size:10px;font-weight:bold}

  那么这个p在内容树中的子节点div,会共享和它parent同样的font结构,这种状况发生在没有为这个div指定font规则时。

  Webkit中,并无规则树,匹配的声明会被遍历四次,先是应用非important的高优先级属性(之因此先应用这些属性,是由于其余的依赖于它们-好比display),其次是高优先级important的,接着是通常优先级非important的,最后是通常优先级important的规则。这样,出现屡次的属性将被按照正确的级联顺序进行处理,最后一个生效。

  总结一下,共享样式对象(结构中完整或部份内容)解决了问题1和3,Firefox的规则树帮助以正确的顺序应用规则。

  对规则进行处理以简化匹配过程

  样式规则有几个来源:

    • 外部样式表或style标签内的css规则
    • 行内样式属性
    • html可视化属性(映射为相应的样式规则)

  后面两个很容易匹配到元素,由于它们所拥有的样式属性和html属性能够将元素做为key进行映射。

  就像前面问题2所提到的,css的规则匹配可能很狡猾,为了解决这个问题,能够先对规则进行处理,以使其更容易被访问。

  解析完样式表以后,规则会根据选择符添加一些hash映射,映射能够是根据id、class、标签名或是任何不属于这些分类的综合映射。若是选择符为id,规则将被添加到id映射,若是是class,则被添加到class映射,等等。

  这个处理是匹配规则更容易,不须要查看每一个声明,咱们能从映射中找到一个元素的相关规则,这个优化使在进行规则匹配时减小了95+%的工做量。

  来看下面的样式规则:

p.error {color:red}
#messageDiv {height:50px}
div {margin:5px}

  第一条规则将被插入class映射,第二条插入id映射,第三条是标签映射。

  下面这个html片断:

<p class="error">an error occurred </p>
<div id=" messageDiv">this is a message</div>

  咱们首先找到p元素对应的规则,class映射将包含一个“error”的key,找到p.error的规则,div在id映射和标签映射中都有相关的规则,剩下的工做就是找出这些由key对应的规则中哪些确实是正确匹配的。

  例如,若是div的规则是

table div {margin:5px}

  这也是标签映射产生的,由于key是最右边的选择符,但它并不匹配这里的div元素,由于这里的div没有table祖先。

  Webkit和Firefox都会作这个处理。

  以正确的级联顺序应用规则

    样式对象拥有对应全部可见属性的属性,若是特性没有被任何匹配的规则所定义,那么一些特性能够从parent的样式对象中继承,另一些使用默认值。

  这个问题的产生是由于存在不止一处的定义,这里用级联顺序解决这个问题。

  样式表的级联顺序

  一个样式属性的声明可能在几个样式表中出现,或是在一个样式表中出现屡次,所以,应用规则的顺序相当重要,这个顺序就是级联顺序。根据css2的规范,级联顺序为(从低到高):

  1. 浏览器声明

  2. 用户声明

  3. 做者的通常声明

  4. 做者的important声明

  5. 用户important声明

  浏览器声明是最不重要的,用户只有在声明被标记为important时才会覆盖做者的声明。具备同等级别的声明将根据specifity以及它们被定义时的顺序进行排序。Html可视化属性将被转换为匹配的css声明,它们被视为最低优先级的做者规则。

  Specifity

  Css2规范中定义的选择符specifity以下:

    • 若是声明来自style属性,而不是一个选择器的规则,则计1,不然计0(=a)
    • 计算选择器中id属性的数量(=b)
    • 计算选择器中class及伪类的数量(=c)
    • 计算选择器中元素名及伪元素的数量(=d)

  链接a-b-c-d四个数量(用一个大基数的计算系统)将获得specifity。这里使用的基数由分类中最高的基数定义。例如,若是a为14,可使用16进制。不一样状况下,a为17时,则须要使用阿拉伯数字17做为基数,这种状况可能在这个选择符时发生html body div div …(选择符中有17个标签,通常不太可能)。

  一些例子:

*{}/* a=0 b=0 c=0 d=0 -> specificity = 0,0,0,0 */

li{}/* a=0 b=0 c=0 d=1 -> specificity = 0,0,0,1 */

li:first-line {}/* a=0 b=0 c=0 d=2 -> specificity = 0,0,0,2 */

ul li{}/* a=0 b=0 c=0 d=2 -> specificity = 0,0,0,2 */

ul ol+li{}/* a=0 b=0 c=0 d=3 -> specificity = 0,0,0,3 */

h1 + *[rel=up]{}/* a=0 b=0 c=1 d=1 -> specificity = 0,0,1,1 */

ul ol li.red{}/* a=0 b=0 c=1 d=3 -> specificity = 0,0,1,3 */

li.red.level{}/* a=0 b=0 c=2 d=1 -> specificity = 0,0,2,1 */

#x34y{}/* a=0 b=1 c=0 d=0 -> specificity = 0,1,0,0 */

/* a=1 b=0 c=0 d=0 -> specificity = 1,0,0,0 */

  规则排序

  规则匹配后,须要根据级联顺序对规则进行排序,WebKit先将小列表用冒泡排序,再将它们合并为一个大列表,WebKit经过为规则复写“>”操做来执行排序:

static bool operator >(CSSRuleData& r1, CSSRuleData& r2)
{
int spec1 = r1.selector()->specificity();
int spec2 = r2.selector()->specificity();
return (spec1 == spec2) : r1.position() > r2.position() : spec1 > spec2;
}

  逐步处理Gradual process

  webkit使用一个标志位标识全部顶层样式表都已加载,若是在attch时样式没有彻底加载,则放置占位符,并在文档中标记,一旦样式表完成加载就从新进行计算。

  5、布局(Layout)

  当渲染对象被建立并添加到树中,它们并无位置和大小,计算这些值的过程称为layout或reflow。

  Html使用基于流的布局模型,意味着大部分时间,能够以单一的途径进行几何计算。流中靠后的元素并不会影响前面元素的几何特性,因此布局能够在文档中从右向左、自上而下的进行。也存在一些例外,好比html tables。

  坐标系统相对于根frame,使用top和left坐标。

  布局是一个递归的过程,由根渲染对象开始,它对应html文档元素,布局继续递归的经过一些或全部的frame层级,为每一个须要几何信息的渲染对象进行计算。

  根渲染对象的位置是0,0,它的大小是viewport-浏览器窗口的可见部分。

  全部的渲染对象都有一个layout或reflow方法,每一个渲染对象调用须要布局的children的layout方法。

  Dirty bit系统

  为了避免由于每一个小变化都所有从新布局,浏览器使用一个dirty bit系统,一个渲染对象发生了变化或是被添加了,就标记它及它的children为dirty——须要layout。存在两个标识——dirty及children are dirty,children are dirty说明即便这个渲染对象可能没问题,但它至少有一个child须要layout。

   全局和增量layout

  当layout在整棵渲染树触发时,称为全局layout,这可能在下面这些状况下发生:

  1. 一个全局的样式改变影响全部的渲染对象,好比字号的改变。

  2. 窗口resize。

  layout也能够是增量的,这样只有标志为dirty的渲染对象会从新布局(也将致使一些额外的布局)。增量layout会在渲染对象dirty时异步触发,例如,当网络接收到新的内容并添加到Dom树后,新的渲染对象会添加到渲染树中。

图20:增量layout

  异步和同步layout

   增量layout的过程是异步的,Firefox为增量layout生成了reflow队列,以及一个调度执行这些批处理命令。WebKit也有一个计时器用来执行增量layout-遍历树,为dirty状态的渲染对象从新布局。

  另外,当脚本请求样式信息时,例如“offsetHeight”,会同步的触发增量布局。

  全局的layout通常都是同步触发。

  有些时候,layout会被做为一个初始layout以后的回调,好比滑动条的滑动。

  优化

  当一个layout由于resize或是渲染位置改变(并非大小改变)而触发时,渲染对象的大小将会从缓存中读取,而不会从新计算。

  通常状况下,若是只有子树发生改变,则layout并不从根开始。这种状况发生在,变化发生在元素自身而且不影响它周围元素,例如,将文本插入文本域(不然,每次击键都将触发从根开始的重排)。

  layout过程

  layout通常有下面这几个部分:

  1. parent渲染对象决定它的宽度

  2. parent渲染对象读取chilidren,并:

    a. 放置child渲染对象(设置它的x和y)

    b. 在须要时(它们当前为dirty或是处于全局layout或者其余缘由)调用child渲染对象的layout,这将计算child的高度

    c. parent渲染对象使用child渲染对象的累积高度,以及margin和padding的高度来设置本身的高度-这将被parent渲染对象的parent使用

    d. 将dirty标识设置为false

  Firefox使用一个“state”对象(nsHTMLReflowState)作为参数去布局(firefox称为reflow),state包含parent的宽度及其余内容。

  Firefox布局的输出是一个“metrics”对象(nsHTMLReflowMetrics)。它包括渲染对象计算出的高度。

 宽度计算

  渲染对象的宽度使用容器的宽度、渲染对象样式中的宽度及margin、border进行计算。例如,下面这个div的宽度:

  <div />

  webkit中宽度的计算过程是(RenderBox类的calcWidth方法):

    • 容器的宽度是容器的可用宽度和0中的最大值,这里的可用宽度为:contentWidth=clientWidth()-paddingLeft()-paddingRight(),clientWidth和clientHeight表明一个对象内部的不包括border和滑动条的大小
    • 元素的宽度指样式属性width的值,它能够经过计算容器的百分比获得一个绝对值
    • 加上水平方向上的border和padding

  到这里是最佳宽度的计算过程,如今计算宽度的最大值和最小值,若是最佳宽度大于最大宽度则使用最大宽度,若是小于最小宽度则使用最小宽度。最后缓存这个值,当须要layout但宽度未改变时使用。

  Line breaking

  当一个渲染对象在布局过程当中须要折行时,则暂停并告诉它的parent它须要折行,parent将建立额外的渲染对象并调用它们的layout。

  6、绘制(Painting)

  绘制阶段,遍历渲染树并调用渲染对象的paint方法将它们的内容显示在屏幕上,绘制使用UI基础组件,这在UI的章节有更多的介绍。

  全局和增量

  和布局同样,绘制也能够是全局的——绘制完整的树——或增量的。在增量的绘制过程当中,一些渲染对象以不影响整棵树的方式改变,改变的渲染对象使其在屏幕上的矩形区域失效,这将致使操做系统将其看做dirty区域,并产生一个paint事件,操做系统很巧妙的处理这个过程,并将多个区域合并为一个。Chrome中,这个过程更复杂些,由于渲染对象在不一样的进程中,而不是在主进程中。Chrome在必定程度上模拟操做系统的行为,表现为监听事件并派发消息给渲染根,在树中查找到相关的渲染对象,重绘这个对象(每每还包括它的children)。

  绘制顺序

  css2定义了绘制过程的顺序——http://www.w3.org/TR/CSS21/zindex.html。这个就是元素压入堆栈的顺序,这个顺序影响着绘制,堆栈从后向前进行绘制。

  一个块渲染对象的堆栈顺序是:

  1. 背景色

  2. 背景图

  3. border

  4. children

  5. outline

  Firefox显示列表

  Firefox读取渲染树并为绘制的矩形建立一个显示列表,该列表以正确的绘制顺序包含这个矩形相关的渲染对象。

  用这样的方法,可使重绘时只需查找一次树,而不须要屡次查找——绘制全部的背景、全部的图片、全部的border等等。

  Firefox优化了这个过程,它不添加会被隐藏的元素,好比元素彻底在其余不透明元素下面。

  WebKit矩形存储

  重绘前,WebKit将旧的矩形保存为位图,而后只绘制新旧矩形的差集。

  7、动态变化

  浏览器老是试着以最小的动做响应一个变化,因此一个元素颜色的变化将只致使该元素的重绘,元素位置的变化将大体元素的布局和重绘,添加一个Dom节点,也会大体这个元素的布局和重绘。一些主要的变化,好比增长html元素的字号,将会致使缓存失效,从而引发整数的布局和重绘。

  8、渲染引擎的线程

  渲染引擎是单线程的,除了网络操做之外,几乎全部的事情都在单一的线程中处理,在Firefox和Safari中,这是浏览器的主线程,Chrome中这是tab的主线程。

  网络操做由几个并行线程执行,并行链接的个数是受限的(一般是2-6个)。

  事件循环

  浏览器主线程是一个事件循环,它被设计为无限循环以保持执行过程的可用,等待事件(例如layout和paint事件)并执行它们。下面是Firefox的主要事件循环代码。

while (!mExiting)

NS_ProcessNextEvent(thread);

  9、CSS2可视模型(CSS2 visual module)

  画布The Canvas

  根据CSS2规范,术语canvas用来描述格式化的结构所渲染的空间——浏览器绘制内容的地方。画布对每一个维度空间都是无限大的,但浏览器基于viewport的大小选择了一个初始宽度。

  根据http://www.w3.org/TR/CSS2/zindex.html的定义,画布若是是包含在其余画布内则是透明的,不然浏览器会指定一个颜色。

  CSS盒模型

  CSS盒模型描述了矩形盒,这些矩形盒是为文档树中的元素生成的,并根据可视的格式化模型进行布局。每一个box包括内容区域(如图片、文本等)及可选的四周padding、border和margin区域。

  每一个节点生成0-n个这样的box。

  全部的元素都有一个display属性,用来决定它们生成box的类型,例如:

  block -生成块状box

  inline -生成一个或多个行内box

  none -不生成box

  默认的是inline,但浏览器样式表设置了其余默认值,例如,div元素默认为block。能够访问http://www.w3.org/TR/CSS2/sample.html查看更多的默认样式表示例。

  定位策略Position scheme

  这里有三种策略:

  1. normal -对象根据它在文档的中位置定位,这意味着它在渲染树和在Dom树中位置一致,并根据它的盒模型和大小进行布局。

  2. float -对象先像普通流同样布局,而后尽量的向左或是向右移动。

  3. absolute -对象在渲染树中的位置和Dom树中位置无关。

  static和relative是normal,absolute和fixed属于absolute。

  在static定位中,不定义位置而使用默认的位置。其余策略中,做者指定位置——top、bottom、left、right。

  Box布局的方式由这几项决定:box的类型、box的大小、定位策略及扩展信息(好比图片大小和屏幕尺寸)。

  Box类型

  Block box:构成一个块,即在浏览器窗口上有本身的矩形

  Inline box:并无本身的块状区域,但包含在一个块状区域内

  block一个挨着一个垂直格式化,inline则在水平方向上格式化。

  Inline盒模型放置在行内或是line box中,每行至少和最高的box同样高,当box以baseline对齐时——即一个元素的底部和另外一个box上除底部之外的某点对齐,行高能够比最高的box高。当容器宽度不够时,行内元素将被放到多行中,这在一个p元素中常常发生。

  定位Position

  Relative

  相对定位——先按照通常的定位,而后按所要求的差值移动。

  Floats

  一个浮动的box移动到一行的最左边或是最右边,其他的box围绕在它周围。下面这段html:

<p>
<img src="images/image.gif" width="100" height="100">Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer...
</p>

  将显示为:

  Absolute和Fixed

  这种状况下的布局彻底不顾普通的文档流,元素不属于文档流的一部分,大小取决于容器。Fixed时,容器为viewport(可视区域)。

图17:fixed

  注意-fixed即便在文档流滚动时也不会移动。

  Layered representation

  这个由CSS属性中的z-index指定,表示盒模型的第三个大小,即在z轴上的位置。Box分发到堆栈中(称为堆栈上下文),每一个堆栈中靠后的元素将被较早绘制,栈顶靠前的元素离用户最近,当发生交叠时,将隐藏靠后的元素。堆栈根据z-index属性排序,拥有z-index属性的box造成了一个局部堆栈,viewport有外部堆栈,例如:

<STYLE type="text/css">
div
{
position
: absolute;
left
: 2in;
top
: 2in;
}
</STYLE>

<P>
<DIV
>

</DIV>
<DIV
>

</DIV>
</p>

  结果是:

  虽然绿色div排在红色div后面,可能在正常流中也已经被绘制在后面,但z-index有更高优先级,因此在根box的堆栈中更靠前。