满分回答之从输入URL到页面显示经历了什么?

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前言

从输入URL到页面显示不仅仅是一道经典的面试题,这个知识点中涉及到了非常广泛的知识点,因此面试官可以通过这个问题有点到面的向候选人发起提问,因此这个面试题被频繁的问到,所以下面让我们来好好看看这个题目该如何回答。

阶段一:用户输入阶段

用户在地址栏输入内容之后,浏览器会首先判断用户输入的是合法的URL还是搜索内容,如果是搜索内容就合成URL,如果是合法的URL就开始进行加载。

阶段二:发起URL请求阶段

发起URL请求阶段主要包括以下步骤:

  1. 构建请求行:浏览器进程首先会构建请求行信息,然后通过进程间通信IPC将URL请求发送给网络进程。
  2. 查找缓存:网络进程获取到URL之后,会先去本地缓存中查找是否有缓存资源,如果有则直接将缓存资源返回给浏览器进程,否则进入网络请求阶段。
  3. DNS解析:网络进程请求首先会从DNS数据缓存服务器中查找是否缓存过当前域名的信息,有则直接返回,否则,会进行DNS解析域名对应的IP和端口号。
  4. 等待TCP队列:chrome有个机制,同一个域名同时最多只能建立6个TCP连接,如果超过这个数量的连接必须要进入排队等待状态。
  5. 建立TCP连接:通过TCP三次握手与服务器建立连接,然后进行数据传输。
  6. 发起HTTP请求:浏览器首先会向服务器发送请求行,请求行中包含了请求方法、请求URI和HTTP版本,还会发送请求头,告诉服务器一些浏览器的相关信息,比如浏览器内核、请求域名、Cookie等信息。
  7. 服务器处理请求:服务器首先返回相应行,包括协议版本和状态码,然后会返回响应头包含返回的数据类型,服务器要在客户端保存的Cookie等。
  8. 断开TCP连接:数据传输完成后,通过四次挥手来断开连接。

阶段三:准备渲染进程阶段

  1. 网络进程将获取的数据进行解析,根据响应头中的Content-type来判断响应数据的类型,如果是字节流类型,就将该请求交给下载管理器去下载,如果是text/html类型,就通知浏览器进程获取到的是HTML,准备渲染进程。
  2. 一般情况下浏览器的一个tab页面对应一个渲染进程,如果从当前页面打开的新页面并且属于同一站点,这种情况会复用渲染进程,其他情况则需要创建新的渲染进程。

阶段四:提交文档阶段

  1. 渲染进程准备好之后,浏览器会发出提交文档的消息给渲染进程,渲染进程收到消息后,会和网络进程建立数据传输的管道,文档数据传输完成后,渲染进程会返回确认提交的消息给浏览器进程。
  2. 浏览器收到确认提交的消息后,会更新浏览器的页面状态,包括了安全状态,地址栏的URL,前进后退的历史状态,并更新web页面为空白。

阶段五:页面渲染阶段

  1. 文档提交之后,渲染进程将开始页面解析并加载子资源。
  2. 构建DOM树:HTML经过解析后输出的是一个以document为顶层节点的树状结构的DOM。
  3. 样式计算:将从link标签引入的外部样式,style标签里的样式和元素身上的样式转换成浏览器能够理解的样式表,然后将样式表中的属性值进行标准化,例如color:red转换为color的rgb形式,然后根据CSS的继承和层叠规则计算出DOM树种每个节点的具体样式。
  4. 布局阶段:会生成一棵只包含可见元素的布局树,然后根据布局树的每个节点计算出其具体位置和大小。
  5. 分层:对页面种的复杂效果例如3D转换,页面滚动或者z轴排序等生成图层树。
  6. 绘制:为每个图层生成绘制列表,并将其提交到合成线程中。
  7. 光栅化:优先选择可视窗口内的图块来生成位图数据。
  8. 合成:所有图块都被光栅话之后开始显示页面。

问题汇总

RQ1:浏览器解析HTML过程

针对这个问题,我们可以从阶段五:页面渲染阶段来回答。

RQ2:强缓存和协商缓存发生在那个阶段?

强缓存和协商缓存发生在发起URL请求阶段,在这个阶段构建请求行之后会查找缓存。

RQ3:DNS解析中端口需要DNS解析吗?

不需要,因为HTTP默认的是80端口,HTTPS默认的是443端口,如果要指定端口可以直接在URL里面添加。

RQ4:哪些阶段可以优化?

  1. 优化DNS查询:DNS预解析
  2. 优化TCP连接:可以通过请求头keep-alive来优化。
  3. 优化HTTP响应报文:通过CDN和Gzip压缩。

更多的优化细节将通过专门的文章进行讲解,大家敬请期待。

参考文档

感谢下面文章的作者,收获到很多知识!

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