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JS阻塞渲染,这么多年我理解错啦?

卡颂
English

大家好,我卡颂。

在中文社区,这么多年一直流传一个说法:

JS线程负责执行JSGUI渲染线程负责渲染,这两者是互斥的,所以JS执行时会阻塞渲染。

但随着Dev Tools使用的增多,逐渐开始怀疑以上说法。本文会以实际案例来解释为什么JS阻塞渲染。

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到底几个线程

在讲解JS线程与GUI线程互斥的文章中,通常会列出渲染进程包含的线程,比如:

  • GUI渲染线程
  • JS引擎线程
  • 事件触发线程
  • 定时触发器线程
  • HTTP请求线程

但是,我们以百度的搜索页举例,打开Performance面板开启录制:

上图录制结果中:

  • Chrome_ChildIOThread对应IO线程的任务记录,用户输入、网络、设备相关事件都与他相关
  • Raster记录光栅化线程池任务、GPU记录GPU合成位图的任务、Compositor记录合成线程的任务执行,以上三者都与浏览器渲染相关
  • Main记录渲染进程的主线程中的任务

从这个角度看,浏览器实际的线程情况与那些GUI线程相关的文章描述的并不相同。

主线程的任务

接下来,让我们进入Main。红线框内长短不一的灰色块,就是主线程中执行的任务。

注意看红框内的绿色块FP,代表First Paint(首次绘制):

那么在首次绘制前都要执行什么任务呢?可以看到主要有3个Task(任务):

第一个任务是请求HTML数据:

Parse HTML

当请求回HTML字节流后,开始第二个任务,将HTML字节流解析为DOM,这个任务的名字就是图中的蓝色块Parse HTML

注意其中有些执行时长不一的Evaluate Script,这些是解析DOM树过程中遇到的JS代码。

DOM树中可以看到这些阻塞DOM树生成的JS脚本:

他们的存在显著拉长了Parse HTML的用时。

Recaculate Style

解析完DOM树(蓝色Parse HTML)后,下一个任务是紫色Recaculate Style

他负责将HTML中的CSS样式(外联、内联)输出为styleSheetsstyleSheets有两个作用:

  1. 可以与DOM树结合为页面带来样式
  2. JS可以操作styleSheets改变页面样式

我们可以从控制台打印document.styleSheets直观感受他的存在:

Layout

有了DOM树与styleSheets,接下来需要为视图中可见部分生成一棵树(比如display: none部分就不需要在这棵树中显示)。

这个任务是紫色Layout

Update Layer Tree

用户看到的页面实际是由多层页面重叠后的结果,开发者可以用很多手段(比如z-index)改变某部分的层级。

比如滚动条就会形成自己独立的层级:

既然是多层结构,那么就需要更新每层的信息,这个任务是紫色的Update Layer Tree

Paint

我们可以发现,在FP之前,Update Layer Tree之后只剩下Paint这一任务了:

从字面意义讲,这就是绘制么?并不是。

Paint的任务是整理每一层页面的绘制信息,构成绘制列表,这些数据会交给合成线程负责后续绘制操作。

可以发现,具体的绘制操作是交由合成线程完成,他与JS所在线程(主线程)并不是互斥的。

JS为啥阻塞渲染

我们现在知道,JS执行与Paint任务都发生在主线程。

渲染被阻塞的原因很明显:因为Paint任务没有及时执行,即绘制列表没有及时提交给合成线程。

之所以没有及时执行,可能是因为JS执行时间过长,导致这一帧没有时间执行Paint

比如,我们打开B站,记录下主线程的任务。

可以看到,有个JS执行时长达到231.88ms,超过了一帧的时间,在此期间主线程就没时间执行Paint了:

总结

JS之所以阻塞渲染,是因为JS执行与渲染相关任务都在争夺主线程有限的资源。

JS执行时间过长,渲染相关任务就没时间执行了。

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卡颂
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