输入URL背后的技术步骤

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一道经典的面试题，涵盖的知识点非常多，这里解答下该问题，以对自己的知识体系进行梳理。

  1. 系统层
    1. 发起http请求，解析域名
    2. DNS
      1. Chrome搜索自身DNS缓存。chrome输入chrome://net-internals/#dns可查看到
      2. 搜索操作系统自身DNS缓存
      3. 读取本地HOST文件
      4. 以上都查询不到时，浏览器发送一个DNS的系统调用，DNS请求到达宽带运营商服务器。
      5. 宽带运营商服务器查询自身缓存
      6. 没查询时，发起一个迭代（顶级域–次级域名–…）的DNS解析请求,直到获取到域名对应的IP地址。
    3. 拿到域名对应的IP并缓存
      1. 宽带运营商服务器缓存DNS
      2. 结果返回操作系统并缓存DNS
      3. 结果返回浏览器并缓存DNS
    4. 得到目标IP，发起Http“三次握手”，建立起TCP/IP连接
      1. 客户端发送一个带有SYN标志的数据包给服务端
      2. 服务器发回确认包SYN/ACK标志的数据
      3. 客户端再发送确认包ACK标志的数据包给服务端
    5. 连接成功后，浏览器向服务器发起标准Http请求
      1. 构建Http请求报文
        • 请求行。
          • 格式：Method Request-URL HTTP-Version CRLF，如：GET index.html HTTP/1.1
          • Method可选项：GET, POST, PUT, DELETE, OPTIONS, HEAD
        • 请求报头
          • 允许客户端向服务器传递请求的附加信息
          • 常见请求报头：Content-Type, Cache-Control,CookieAccept-Encoding,Accept-Language,等
        • 请求正文
          • 当使用POST, PUT等方法时，通常需要客户端向服务器传递数据。
      2. 通过TCP协议，发送到服务器指定端口（Http协议默认80端口、Https协议默认443）
    6. 服务器收到请求后，经过后端处理返回结果。（前后端分离）
      • 响应报文
        • 状态码
          • 1xx：指示信息–表示请求已接收，继续处理。
          • 2xx：成功–表示请求已被成功接收、理解、接受。
          • 3xx：重定向–要完成请求必须进行更进一步的操作。
          • 4xx：客户端错误–请求有语法错误或请求无法实现。
          • 5xx：服务器端错误–服务器未能实现合法的请求。
        • 响应报头
        • 响应报文
    7. 返回Html页面等资源，html包含css/js等资源，重复以上http请求
  2. 渲染层
    1. Chrome浏览器的渲染引擎 Blink（常说的浏览器内核）边接收边解析 HTML 内容，浏览器自上而下逐行解析 HTML 内容，经过词法分析、语法分析，构建 DOM 树。HTML文档被加载和解析完成时（DOM树构建完成），触发DOMContentLoaded事件，此时页面可以渲染展示出内容了。（html引用的图片可能还在http请求加载，当所有资源全部请求完成，触发load事件）
      • 当遇到外部 CSS 链接时，不阻塞而继续构建 DOM 树。
      • 当遇到外部 JS 链接时，异步获取资源。JS下载后，V8引擎（常说的JavaScript引擎）会解析、编译JS内容。由于 JS 可能会修改 DOM 树和 CSSOM 树而造成回流和重绘，故JS会阻塞DOM树的构建。
    2. 下载CSS后，主线程会在合适时机解析CSS内容，构建 CSSOM 树。本来构建DOM树和CSSOM树是并行的，互不影响，但当解析到上文提到的JavaScript时，需要构建完成CSSOM树后，才能执行js代码（DOM树此时被刮起），因为js可以查询/修改任意对象的样式，此时需要CSSOM树构建完成。
    3. 浏览器结合 DOM 树和 CSSOM 树构建 Render 树。Render树与DOM树不同，渲染树中并没有head、display为none等不必显示的节点。
    4. 浏览器渲染（布局 + 绘制 + 复合图层化），布局（Layout）环节主要负责各元素尺寸、位置的计算，绘制（Paint）环节则是绘制页面像素信息，合成（Composite）环节是多个复合层的合成，最终合成的页面被用户看到。
      1. 回流：DOM节点中的各个元素都是以盒模型的形式存在，这些都需要浏览器去计算其位置和大小等
      2. 重绘：当盒模型的位置,大小以及其他属性，如颜色,字体,等确定下来之后，浏览器便开始绘制内容

image

html内容从上到下解析，浏览器遇到body标签开始显示内容。CSS 不会阻塞 DOM 的解析，JS 会阻止DOM的解析。

当文档加载过程中遇到JS文件，HTML文档会挂起渲染过程，不仅要等到文档中JS文件加载完毕还要等待解析执行完毕，才会继续HTML的渲染过程。

现代浏览器都使用了预加载器，在js挂起DOM解析时，会继续解析后面的html，寻找需要下载的资源。预加载器下载这些资源，以减少JS阻塞带来的影响。

优化

了解以上，我们就能知道以下这些前端优化点：

  • http请求数减少，如：雪碧图、合并CSS/JS文件、缓存资源等（针对http1.1）
  • http请求资源体积减少，如：启用gzip压缩、图片压缩、减少cookie、按需加载等
  • css放在head中。由于同时具有 DOM 和 CSSOM 才能构建渲染树，所以HTML 和 CSS 都是阻塞渲染的资源，所以尽量精简CSS也是优化方式之一。
  • js放在body底部，减少白屏时间。因为js会阻止浏览器解析。
  • 减少回流和重绘制，比如不要一条一条修改DOM样式、使用documentFragment操作DOM等。

四次挥手

  1. 客户端A发送一个FIN，用来关闭客户A到服务器B的数据传送。
  2. 服务器B收到这个FIN，它发回一个ACK，确认序号为收到的序号加1。和SYN一样，一个FIN将占用一个序号。
  3. 服务器B关闭与客户端A的连接，发送一个FIN给客户端A。
  4. 客户端A发回ACK报文确认，并将确认序号设置为收到序号加1

三次握手四次挥手面试题

为什么建立连接协议是三次握手，而关闭连接却是四次握手呢？

这是因为服务端的LISTEN状态下的SOCKET当收到SYN报文的建连请求后，
它可以把ACK和SYN（ACK起应答作用，而SYN起同步作用）放在一个报文里来发送。
但关闭连接时，当收到对方的FIN报文通知时，它仅仅表示对方没有数据发送给你了； 但未必你所有的数据都全部发送给对方了，
所以你可以未必会马上会关闭SOCKET,也即你可能还需要发送一些数据给对方之后，
再发送FIN报文给对方来表示你同意现在可以关闭连接了，所以它这里的ACK报文和FIN报文多数情况下都是分开发送的。

参考文章