web前端开发笔试题_web前端面试题及答案2021

每个DOM元素会有自己的布局信息Layout Object， 根据其布局信息的层级等关系，某些Layout Object会拥有共同的渲染层Paint Layer，某些Paint Layer又会拥有共同的合成层Composite Layer(Graphic Layers)。

分层-渲染层（Paint Layer）

如上图，DOM 树中得每个 Node 节点都有一个对应的 LayoutObject；拥有相同的坐标空间的 LayoutObjects，属于同一个渲染层（PaintLayer）。渲染层产生的最普遍条件是“层叠上下文”。

层叠上下文示意图：

根据层叠上下文-MDN[5]，层叠上下文由满足以下任意一个条件的元素形成：

满足以上任一条件的元素，都会拥有自己的渲染层，其子元素若没有单独的渲染层，则随父级元素同一层。

其他产生渲染层的特殊场景（除“层叠上下文”），可参考链接[6]

分层-合成层(Composite Layer)

某些特殊的渲染层会被认为是合成层（Composite Layer），合成层拥有单独的 GraphicsLayer。渲染层与合成层的区别，如图：

产生合成层的具体条件可参考文章，这里列出几个常见的场景：

• 有 3D transform

• 对 opacity、fliter、transform 应用了 animation 或者 transition（需要是 active 的 animation 或者 transition，当 animation 或者 transition 效果未开始或结束后，提升合成层也会失效）

• will-change 设置为 opacity、transform、top、left、bottom、right（其中 top、left 等需要设置明确的定位属性，如 relative 等

以上三种原因生成合成层demo代码如下

在控制台的Layers下，可以看到合成层。

• overlap：元素覆盖在其他合成层元素上，则该元素被隐式提升为合成层，demo代码如下

demo中的上层div，本不具备提升为合成层的因素，但由于其覆盖在了下层div上，如果上层div不隐式提升为合成层，它就会和和父元素共用一个合成层，此时渲染顺序就会出错。为了保证渲染顺序，因此上层被隐式提升为合成层。在控制台也可以看到原因：might overlap other composited content.

渲染层是为保证页面元素以正确的顺序，合成层是为了减少渲染的开销。

提升为合成层的好处：

• 合成层的位图，会采用硬件加速，也就是会交由 GPU 合成，比 CPU 处理要快

• 当需要 repaint 时，只需要 repaint 本身，不会影响到其他的层

• 对于已提升为合成层中的 transform 和 opacity 效果，都只是几何变换，透明度变换等，不会触发 layout 和 paint，直接由GPU完成即可

因此，在开发中，建议对于需要频繁移动的元素，建议将其提升为单独的合成层，可减少不必要的重绘，同时可以利用硬件加速，提高渲染效率。

4.2层绘制paint

分好层后，就需要对每个层进行绘制了。绘制并不是一蹴而就，而是像画画一样，是按顺序一笔一笔画出来的，渲染引擎也是类似。对于每一个合成层，渲染引擎的渲染过程：

• 先绘制下面的渲染层，再绘制上面的渲染层；

• 在绘制一个渲染层时，将一个渲染层的绘制拆分成很多小的绘制指令。

常见的指令如下：

• drawReact(rect, paint)：使用paint画一个矩形rect

• drawTextBlob(x,y,paint)：使用paint以x、y为起始坐标绘制文字

• drawPaint(paint)：用paint填充画布

• color：采用ARGB的方式

各指令的含义可参考链接[7]

打开“开发者工具”的“Layers”标签，任意选择一层合成层，可查看该层detail下的详细渲染列表paint profiler。绘制指令demo代码如下

合成层一

合成层二

比如选择composite-1的合成层，绘制列表如下：

这里顺便也可以看到一点：渲染层2在渲染层1的后面，但由于其z-index较大（说明其渲染层层级较高），因此优先渲染层2。

需要说明一点，绘制列表只是用来记录绘制顺序和绘制指令的列表，并没有真正的绘制出页面。

4.3栅格化

生成了绘制指令，就到了真正绘制页面的时候了，真正的绘制过程不是在主线程完成的，而是在得到绘制指令后，主线程会将这些信息交给合成线程，由合成线程来完成绘制。

合成线程是如何工作的呢？

页面可能很大，但用户只能看到一部分，在这种情况下如果全部绘制，就会产生很大的性能开销，因此需要优先绘制视口（即用户看到的区域）区域内的元素。

基于此原因，绘制前，合成线程会对页面进行分块，然后将每个图块发送给栅格线程，栅格线程将图块转换为位图。合成器线程可以优先处理不同的栅格线程，这样就可以首先对视口（或附近）中的事物进行栅格化。

通常，栅格化过程都会使用 GPU 来加速生成，生成的位图被保存在 GPU 内存中。

栅格化的过程：

5、合成与显示

栅格化完成后，每一个图层都对应一张“图片”，合成线程会将这些图片合成为一张“图片”。此时，页面数据已经完成绘制，现在只需要显示给用户即可，此时就需要显卡和显示器就上场了。

显卡分为前缓冲区和后缓冲区，合成线程生成的“图片”会被发送至后缓冲区。显卡对图片进行处理完成后，系统就会让后缓冲区和前缓冲区互换，这样显示器就总能读到显卡最新产生的数据了。

通常显卡和显示器的刷新频率是一致的，都会60次/秒，但对于一些复杂的场景，显卡处理速度比较慢，显卡的刷新频率就会低于显示器，此时页面就会出现卡顿现象。

因此在开发中，我们需要尽量保证一帧画面的处理总时长（以上的所有步骤）不超过1/60s = 16.7ms，这样画面才不会出现卡顿现象。不过量化地衡量渲染时间比较困难，但基于以上分析的渲染过程，我们就可以从渲染的各个步骤着手优化渲染流程，提高渲染效率。

6、相关拓展

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