简单谈谈浏览器从输入URL到页面渲染的过程

简单谈谈浏览器从输入URL到页面渲染的过程

这也是一个经典的面试题，不管前端仍是后端均可能都会遇到，知识点相对来讲也比较多，考察得比较全面的。最近也看了不少浏览器相关的文章，结合起来，在这里简单梳理总结下。同时，感谢浏览器这个伟大的发明。

知识点罗列

下面是我简单粗糙画的一张流程图：

过程分为下方几个流程：

• DNS解析：把域名解析成IP地址
• TCP 创建链接：TCP三次握手
• 发送HTTP请求
• 服务器处理并响应报文
• 浏览器解析并渲染页面
• 断开链接：TCP 结束链接

相关知识点：

URL

DNS解析、IP地址

TCP创建链接、三次握手

服务器处理、HTTP请求、状态码

浏览器渲染

TCP链接结束

1、什么是URL？

URL（Uniform Resource Locator），统一资源定位符，用于定位互联网上资源，俗称网址。

通常遵照下面的语法规则：

scheme://host.domain:port/path/filename

各部分解释以下：

• scheme - 定义因特网服务的类型。常见的协议有 http、https、ftp、file，其中最多见的类型是 http，而 https 则是进行加密的网络传输。
• host - 定义域主机（http 的默认主机是 www）
• domain - 定义因特网域名，好比 baodu.com
• port - 定义主机上的端口号（http 的默认端口号是 80）
• path - 定义服务器上的路径（若是省略，则文档必须位于网站的根目录中）
• filename - 定义文档/资源的名称

2、域名解析（DNS）

为何须要域名解析？ 浏览器并不能直接经过域名找到对应的服务器，而是要经过 IP 地址。固然也能够直接IP地址去访问，可是以人类的记忆习惯去记住各个网站的IP地址...那，我只能祝你幸福。

先说下IP地址： IP 地址是一个 32 位的二进制数，好比 127.0.0.1 为本机 IP。它的做用就是便于记忆和沟通的一组服务器的地址。域名就至关于 IP 地址的别名。 举个方便理解例子：好比一个经度：113.35 纬度：23.12 的地点，这样很是不方便记忆，可是这个地方有个地名叫广州天河，那个这就很符合人类的认知了。例子里面的经纬度就至关于IP地址，广州天河就至关于域名。

什么是域名解析 DNS 协议提供经过域名查找 IP 地址，或逆向从 IP 地址反查域名的服务。DNS 是一个网络服务器，咱们的域名解析简单来讲就是在 DNS 上记录一条信息记录。

例如 xiaoyexiang.com  120.77.215.71（服务器外网IP地址）80（服务器端口号）
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3、TCP 三次握手

在客户端发送数据以前会发起 TCP 三次握手用以同步客户端和服务端的序列号和确认号，并交换 TCP 窗口大小信息。

网上也有不少方便易解的过程，这里我直接引用：

1. TCP 三次握手的过程以下：
   • 客户端发送一个带 SYN=1，Seq=X 的数据包到服务器端口（第一次握手，由浏览器发起，告诉服务器我要发送请求了）
   • 服务器发回一个带 SYN=1， ACK=X+1， Seq=Y 的响应包以示传达确认信息（第二次握手，由服务器发起，告诉浏览器我准备接受了，你赶忙发送吧）
   • 客户端再回传一个带 ACK=Y+1， Seq=Z 的数据包，表明“握手结束”（第三次握手，由浏览器发送，告诉服务器，我立刻就发了，准备接受吧）
2. 为啥须要三次握手？ 谢希仁著《计算机网络》中讲“三次握手”的目的是**“为了防止已失效的链接请求报文段忽然又传送到了服务端，于是产生错误”**。

4、向服务器发送HTTP请求

创建TCP链接后，开始向Web服务器发送HTTP请求报文。

• 请求方法包含 8 种：GET、POST、PUT、DELETE、PATCH、HEAD、OPTIONS、TRACE。
• URL 即请求地址，由 <协议>：//<主机>：<端口>/<路径>?<参数> 组成
• 协议版本即 http 版本号

POST  /chapter17/user.html HTTP/1.1

// 以上代码中“POST”表明请求方法，“/chapter17/user.html”表示 URL，“HTTP/1.1”表明协议和协议的版本。如今比较流行的是 Http1.1 版本
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一个典型的 http request header 通常须要包括请求的方法，例如 GET 或者 POST 等，不经常使用的还有 PUT 和 DELETE 、HEAD、OPTION以及 TRACE 方法，通常项目中，浏览器只会发起 GET 或者 POST 请求。

服务器处理请求并返回 HTTP 报文

此处注意： 这里可能会发生用户输入的为“baidu.com/”而非“https:/…参见文章。

服务器接受到请求后，对相应的请求做出相应的处理，处理完成后并做出相应的http 响应报文

** 响应行包含：协议版本，状态码，状态码描述 **

状态码规则以下：

• 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做。
• 4xx：客户端错误--请求有语法错误或请求没法实现。
• 5xx：服务器端错误--服务器未能实现合法的请求。

此处对于服务器处理，我的表示了解很少

6、浏览器解析渲染页面

不作过多解释，搬我以为网上比较简单易懂的

浏览器拿到响应文本 HTML 后，接下来介绍下浏览器渲染机制

浏览器解析渲染页面分为一下五个步骤：

• 根据 HTML 解析出 DOM 树
• 根据 CSS 解析生成 CSS 规则树
• 结合 DOM 树和 CSS 规则树，生成渲染树
• 根据渲染树计算每个节点的信息
• 根据计算好的信息绘制页面

1. 根据 HTML 解析 DOM 树
   • 根据 HTML 的内容，将标签按照结构解析成为 DOM 树，DOM 树解析的过程是一个深度优先遍历。即先构建当前节点的全部子节点，再构建下一个兄弟节点。
   • 在读取 HTML 文档，构建 DOM 树的过程当中，若遇到 script 标签，则 DOM 树的构建会暂停，直至脚本执行完毕。
2. 根据 CSS 解析生成 CSS 规则树
   • 解析 CSS 规则树时 js 执行将暂停，直至 CSS 规则树就绪。
   • 浏览器在 CSS 规则树生成以前不会进行渲染。
3. 结合 DOM 树和 CSS 规则树，生成渲染树
   • DOM 树和 CSS 规则树所有准备好了之后，浏览器才会开始构建渲染树。
   • 精简 CSS 并能够加快 CSS 规则树的构建，从而加快页面相应速度。
4. 根据渲染树计算每个节点的信息（布局）
   • 布局：经过渲染树中渲染对象的信息，计算出每个渲染对象的位置和尺寸
   • 回流：在布局完成后，发现了某个部分发生了变化影响了布局，那就须要倒回去从新渲染。
5. 根据计算好的信息绘制页面
   • 绘制阶段，系统会遍历呈现树，并调用呈现器的“paint”方法，将呈现器的内容显示在屏幕上。
   • 重绘：某个元素的背景颜色，文字颜色等，不影响元素周围或内部布局的属性，将只会引发浏览器的重绘。
   • 回流：某个元素的尺寸发生了变化，则需从新计算渲染树，从新渲染。

7、断开链接

当数据传送完毕，须要断开 tcp 链接，此时发起 tcp 四次挥手。

• 发起方向被动方发送报文，Fin、Ack、Seq，表示已经没有数据传输了。并进入 FIN_WAIT_1 状态。(第一次挥手：由浏览器发起的，发送给服务器，我请求报文发送完了，你准备关闭吧)
• 被动方发送报文，Ack、Seq，表示赞成关闭请求。此时主机发起方进入 FIN_WAIT_2 状态。(第二次挥手：由服务器发起的，告诉浏览器，我请求报文接受完了，我准备关闭了，你也准备吧)
• 被动方向发起方发送报文段，Fin、Ack、Seq，请求关闭链接。并进入 LAST_ACK 状态。(第三次挥手：由服务器发起，告诉浏览器，我响应报文发送完了，你准备关闭吧)
• 发起方向被动方发送报文段，Ack、Seq。而后进入等待 TIME_WAIT 状态。被动方收到发起方的报文段之后关闭链接。发起方等待必定时间未收到回复，则正常关闭。(第四次挥手：由浏览器发起，告诉服务器，我响应报文接受完了，我准备关闭了，你也准备吧)

8、浏览器发生异步请求

在web2.0时代，即便在页面渲染后客户端仍是持续与服务器端通讯，这个模式被称为AJAX，是“Asynchronous JavaScript And XML”的缩写。

JS的解析是由浏览器中的JS解析引擎完成的。JS是单线程运行，也就是说，在同一个时间内只能作一件事，全部的任务都须要排队，前一个任务结束，后一个任务才能开始。可是又存在某些任务比较耗时，如IO读写等，因此须要一种机制能够先执行排在后面的任务，这就是：同步任务(synchronous)和异步任务(asynchronous)。JS的执行机制就能够看作是一个主线程加上一个任务队列(task queue)。同步任务就是放在主线程上执行的任务，异步任务是放在任务队列中的任务。全部的同步任务在主线程上执行，造成一个执行栈;异步任务有了运行结果就会在任务队列中放置一个事件；脚本运行时先依次运行执行栈，而后会从任务队列里提取事件，运行任务队列中的任务，这个过程是不断重复的，因此又叫作事件循环(Event loop)。

浏览器在解析过程当中，若是遇到请求外部资源时，请求过程是异步的，并不会影响HTML文档进行加载，可是当文档加载过程当中遇到JS文件，HTML文档会挂起渲染过程，不只要等到文档中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。缘由是由于JS有可能修改DOM结构，这就意味着JS执行完成前，后续全部资源的下载是没有必要的，这就是JS阻塞后续资源下载的根本缘由。CSS文件的加载不影响JS文件的加载，可是却影响JS文件的执行。JS代码执行前浏览器必须保证CSS文件已经下载并加载完毕。

内容参考网上文章整理，仅限我的学习使用：

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