為了找出級(jí)聯(lián)的樣式屬性，CSS 引擎會(huì)查看表格中的空白部分。
如果屬性默認(rèn)為繼承值，那么 CSS 引擎會(huì)沿著 DOM 樹(shù)往上查找，看看其祖先元素是否已經(jīng)設(shè)置了該值。
如果所有的祖先元素都沒(méi)有設(shè)置該值，或者該屬性并不是繼承，那么就會(huì)使用默認(rèn)值。

至此，一個(gè) DOM 節(jié)點(diǎn)的所有樣式屬性就都已經(jīng)得到計(jì)算值了。

其實(shí)，上面提到的樣式表格與實(shí)際情形并不完全一致。
CSS 擁有的樣式屬性非常多，達(dá)到上百個(gè)。如果 CSS 引擎針對(duì)每個(gè) DOM 節(jié)點(diǎn)的屬性都保存一份樣式值，那么內(nèi)存將會(huì)被迅速耗盡。

相反，CSS 引擎通常會(huì)使用樣式結(jié)構(gòu)共享（Style Struct Sharing）。
它會(huì)把通常在一起使用的樣式值存儲(chǔ)于一個(gè)多帶帶的對(duì)象中，該對(duì)象稱(chēng)為樣式結(jié)構(gòu)。
然后，與其重新存儲(chǔ)相同對(duì)象上的所有樣式值，計(jì)算的樣式對(duì)象實(shí)際只保存了指向那個(gè)對(duì)象的指針。
對(duì)于每個(gè)類(lèi)別的樣式，實(shí)際上存儲(chǔ)的都是一個(gè)指向樣式結(jié)構(gòu)的指針。

這種共享方式既省內(nèi)存又省時(shí)間。這樣的話(huà)，具有相似樣式的節(jié)點(diǎn)（比如兄弟節(jié)點(diǎn)）就只需要保存指向共享樣式結(jié)構(gòu)對(duì)象的指針即可。而且，由于很多屬性都是繼承來(lái)的，所以祖先節(jié)點(diǎn)可以跟所有的子孫節(jié)點(diǎn)共享相同的樣式結(jié)構(gòu)對(duì)象。

上面所說(shuō)的就是優(yōu)化之前的樣式計(jì)算過(guò)程。

這個(gè)過(guò)程中進(jìn)行了很多計(jì)算工作。而且它不只是在第一個(gè)頁(yè)面加載的時(shí)候發(fā)生。它會(huì)在用戶(hù)與頁(yè)面進(jìn)行交互的過(guò)程中反復(fù)的發(fā)生，懸停在元素上或者改變 DOM 結(jié)構(gòu)，都會(huì)觸發(fā)樣式重算（Restyle）。

也就是說(shuō)，CSS 樣式計(jì)算是一個(gè)舉足輕重的待優(yōu)化點(diǎn)。而且在過(guò)去的 20 年里，各個(gè)瀏覽器一直都在測(cè)試使用不同的策略來(lái)優(yōu)化它。
Stylo 充分吸收了來(lái)自不同引擎的優(yōu)化策略，然后把它們結(jié)合在一起，從而創(chuàng)造出一個(gè)全新的超級(jí)引擎。

下面讓我們來(lái)看看 Stylo 的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。

Servo 是一個(gè)實(shí)驗(yàn)版的瀏覽器，Stylo 就是該項(xiàng)目的一部分。Servo 想把渲染頁(yè)面所需的所有工作都進(jìn)行并行化。
并行化具體指什么呢？

一臺(tái)計(jì)算機(jī)就像一個(gè)大腦。其中有一個(gè)部分是專(zhuān)門(mén)進(jìn)行邏輯思考的，叫做算術(shù)邏輯單元（Arithmetic Logic Unit, ALU）。在 ALU 附近，排列著一些短期記憶存儲(chǔ)單元，稱(chēng)為寄存器（Register）。ALU 和寄存器都是一起放在在 CPU 內(nèi)部的。當(dāng)然也有用于長(zhǎng)期記憶的存儲(chǔ)單元，稱(chēng)為內(nèi)存（RAM）。

使用這種 CPU 的早期計(jì)算機(jī)在同一時(shí)間只能進(jìn)行一種事情。
不過(guò)在過(guò)去的十幾年里，CPU 已經(jīng)進(jìn)化到同時(shí)擁有多個(gè) ALU 和寄存器組，具備了多個(gè)核心。
這就意味著 CPU 可以一次進(jìn)行多種事情，而且是同時(shí)進(jìn)行的。

Stylo 通過(guò)利用計(jì)算機(jī)的這種特性，把不同 DOM 節(jié)點(diǎn)的樣式計(jì)算過(guò)程分配到不同的計(jì)算核心當(dāng)中。

這看起來(lái)是一件很簡(jiǎn)單的事情，只需要把 DOM 樹(shù)的不同分支分開(kāi)來(lái)，然后交給不同的核心即可。但實(shí)際上做起來(lái)卻比想象的更加困難，其中一個(gè)原因就是 DOM 樹(shù)通常是不均勻的。這會(huì)導(dǎo)致有些核心做的工作會(huì)比其它的做得多很多。

為了讓工作分配得更加均勻，Stylo 采用了一種稱(chēng)為工作偷竊（Work Stealing）的技術(shù)。當(dāng)處理一個(gè) DOM 節(jié)點(diǎn)時(shí)，運(yùn)行的代碼會(huì)把它的子節(jié)點(diǎn)分成一個(gè)或多個(gè)工作單元（Work Units）。這些工作單元會(huì)被添加到一個(gè)隊(duì)列中去。

當(dāng)某個(gè)核心把它的工作隊(duì)列都完成后，它會(huì)查看其它隊(duì)列中的工作單元，然后拿過(guò)來(lái)做。
這樣的話(huà)，我們就可以把工作分配得更加均勻，而又不需要花費(fèi)時(shí)間來(lái)遍歷 DOM 樹(shù)，也不需要事先就花費(fèi)時(shí)間來(lái)計(jì)算該如何均勻地分配工作。

在大多數(shù)的瀏覽器中，這種并行化工作做起來(lái)非常困難。總所周知，并行化是一塊難啃的硬骨頭，而且 CSS 引擎非常復(fù)雜。同時(shí)， CSS 引擎還處于其他兩個(gè)最復(fù)雜部分： DOM 和布局的中間地帶。
因此，這會(huì)非常容易引入 BUG ，而且并行化也會(huì)導(dǎo)致非常難以追查的 BUG，叫做數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)（Data Races）。我在另一篇文章中詳細(xì)介紹了這種類(lèi)型錯(cuò)誤，感興趣的可以參考下。

如果你接受來(lái)自成百上千名工程師的代碼貢獻(xiàn)，你是如何做到平行編程而又無(wú)懼 BUG 的呢？這正是 Rust 的用武之地。

在 Rust 中，你可以通過(guò)靜態(tài)檢查的方式來(lái)避免數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)。也就是說(shuō)，你可以直接在代碼中就避免這種難以調(diào)試的錯(cuò)誤。編譯器是不會(huì)讓你的代碼存在這樣的問(wèn)題的。

使用 Rust ，CSS 樣式計(jì)算就變成了所謂的完美并行問(wèn)題，因?yàn)槟慊旧喜挥米鍪裁淳蛯?shí)現(xiàn)了并行化。這意味著我們的這個(gè)優(yōu)化可以達(dá)到線性增長(zhǎng)。如果你的機(jī)器有 4 個(gè)核心，那么你就擁有接近 4 被的性能增長(zhǎng)。

對(duì)于每個(gè) DOM 節(jié)點(diǎn)，CSS 引擎需要遍歷所有的樣式規(guī)則來(lái)完成選擇器匹配。
但是對(duì)于大多數(shù)節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，這種匹配規(guī)則并不是改變的太頻繁。
比如，如果用戶(hù)把光標(biāo)懸停在某個(gè)父元素上，那么匹配中該元素的樣式規(guī)則就可能改變了。我們也需要重新計(jì)算它的后代元素的樣式，以重新處理那些繼承屬性。當(dāng)然，匹配中這些后代元素的規(guī)則也可能是不變的。

如果我們能夠記錄哪些規(guī)則能夠匹配中這些后代元素，那是極好的，這樣我們就不需要對(duì)它們重新進(jìn)行選擇器匹配。這就是我們從 Firefox 上一代 CSS 引擎中借鑒過(guò)來(lái)的規(guī)則樹(shù)（Rule Tree）的原理。

CSS 引擎會(huì)經(jīng)歷選擇器進(jìn)行匹配的整個(gè)過(guò)程，然后按照特異性來(lái)排列它們，由此創(chuàng)建一個(gè)規(guī)則鏈表。

該鏈表會(huì)被添加到規(guī)則樹(shù)中。

CSS引擎會(huì)盡量使得規(guī)則樹(shù)的分支數(shù)量保持在最小值。為此，它會(huì)盡量復(fù)用已存在的規(guī)則分支。

如果鏈表中的選擇器與已存在的分支相同，那么它將順著相同的路徑往下走。不過(guò)它可能最終會(huì)走到一個(gè)下一個(gè)規(guī)則不同的節(jié)點(diǎn)處，只有這個(gè)時(shí)候引擎才會(huì)新增一個(gè)分支。

DOM 節(jié)點(diǎn)會(huì)取得指向這個(gè)規(guī)則最尾端節(jié)點(diǎn)的指針（這個(gè)例子中是 div#warning 規(guī)則）。而且，它的特異性最高的規(guī)則。

在樣式重算時(shí)，CSS 引擎會(huì)進(jìn)行一項(xiàng)快速檢查，以判斷對(duì)父元素的變更是否會(huì)影響匹配中子元素的規(guī)則。如果不影響，那么對(duì)于任何后代節(jié)點(diǎn)，引擎只需要順著后代節(jié)點(diǎn)保存的規(guī)則指針就可以找到對(duì)應(yīng)規(guī)則分支。在規(guī)則樹(shù)中，只要順著樹(shù)向上遍歷到根節(jié)點(diǎn)就可以獲取所有匹配的樣式規(guī)則。也就是說(shuō)，CSS 引擎完全跳過(guò)了選擇器匹配和特異性排列過(guò)程。

這樣我們就減少了樣式重算過(guò)程的計(jì)算量。
雖然如此，但是在樣式初始化時(shí)還是會(huì)耗費(fèi)大量計(jì)算。假如有 10,000 個(gè)節(jié)點(diǎn)，仍然需要進(jìn)行 10,000 次選擇器匹配。
不過(guò)，不用擔(dān)心，我們還有另一種方式來(lái)優(yōu)化它。

對(duì)于一個(gè)擁有成千上萬(wàn)個(gè)節(jié)點(diǎn)的頁(yè)面，其中有許多節(jié)點(diǎn)都會(huì)匹配中相同的樣式規(guī)則。
舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)于一個(gè)很長(zhǎng)的維基頁(yè)面，主要內(nèi)容區(qū)的段落應(yīng)該都是應(yīng)用相同的樣式規(guī)則，因此也就有相同的計(jì)算樣式。

如果這里不做優(yōu)化的話(huà)，那么 CSS 引擎必須對(duì)每個(gè)段落都進(jìn)行一次選擇器匹配和樣式計(jì)算。
但是如果有一種方式能證明這些不同段落使用的是相同樣式的話(huà)，那么引擎就只需要做一次計(jì)算即可，然后其他段落節(jié)點(diǎn)都指向相同的計(jì)算樣式。

這就是我們所說(shuō)的樣式共享緩存（Style Sharing Cache），這種做法的靈感來(lái)自 Safari 和 Chrome 。
當(dāng)處理完一個(gè)節(jié)點(diǎn)之后，引擎會(huì)把計(jì)算樣式放進(jìn)緩存。然后，在開(kāi)始計(jì)算下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的樣式之前，引擎會(huì)做一些檢查來(lái)判斷是否可以使用已緩存的樣式。

這些檢查包括：

兩個(gè)節(jié)點(diǎn)是否有相同的 id、class 等？如果是，那么它們可以匹配中相同的樣式規(guī)則。

對(duì)于任何不是基于選擇器的樣式，比如內(nèi)聯(lián)樣式，節(jié)點(diǎn)具有相同的樣式值么？如果是，那么繼承自父節(jié)點(diǎn)的屬性不會(huì)被覆蓋，或者以相同的方式被覆蓋。

節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)是否指向相同的計(jì)算樣式對(duì)象？如果是，那么繼承的樣式值則是一樣的。

從樣式共享緩存被提出的一開(kāi)始，這些檢查就已經(jīng)應(yīng)用了。
不過(guò)，隨著 CSS 的發(fā)展，有許多其它小場(chǎng)景會(huì)導(dǎo)致樣式共享緩存的檢查方式失效。
比如，如果一個(gè) CSS 規(guī)則使用了 :first-child 選擇器，那么兩個(gè)段落元素時(shí)就可能會(huì)導(dǎo)致樣式不一致，即使上面的那些檢查都認(rèn)為它們是相同的。

在 WebKit 和 Blink 中，樣式共享緩存會(huì)忽略這些場(chǎng)景，并且不使用緩存。
隨著越來(lái)越多的網(wǎng)站使用現(xiàn)代選擇器，樣式共享緩存的優(yōu)化變得越來(lái)越雞肋，因此 Blink 團(tuán)隊(duì)最終還是把它移除了。
但是，事實(shí)證明樣式共享緩存還是有辦法跟上這些進(jìn)化節(jié)奏的。

在 Stylo 中，我們把記錄著所有這些現(xiàn)代選擇器并檢查他們是否能夠適用于 DOM 節(jié)點(diǎn)。然后，我們把檢查結(jié)果以 0 和 1 的方式存儲(chǔ)起來(lái)。如果兩個(gè)元素有相同的 0 和 1 ，那么我們就可以確定它們是匹配的。

如果一個(gè) DOM 節(jié)點(diǎn)可以使用已經(jīng)計(jì)算的樣式緩存，那么引擎就可以直接跳過(guò)大量的計(jì)算過(guò)程。由于頁(yè)面中經(jīng)常有大量的 DOM 節(jié)點(diǎn)擁有相同的樣式規(guī)則，所以樣式共享緩存不僅可以節(jié)省內(nèi)存，同時(shí)也能加快計(jì)算過(guò)程。

Stylo 是第一個(gè)從 Servo 遷移到 Firefox 的大型技術(shù)。
在這個(gè)過(guò)程中，我們已經(jīng)學(xué)到了很多關(guān)于如何把使用 Rust 編寫(xiě)現(xiàn)代高性能代碼集成到 Firefox 核心。

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