JS深入基础之浏览器从输入URL到页面渲染的整个流程

samul
463 阅读9分钟

浏览器从输入URL到页面渲染的整个流程（涉及到计算机网络数据传输过程、浏览器解析渲染过程）

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总体来说分为以下几个过程:

  • DNS 解析:将域名解析成 IP 地址
  • TCP 连接：TCP 三次握手
  • 发送 HTTP 请求
  • 服务器处理请求并返回 HTTP 报文
  • 浏览器解析渲染页面
  • 断开连接：TCP 四次挥手

URL

URL,统一资源定位符。它的各部分解释如下

  • scheme - 定义因特网服务的类型。常见的协议有 http、https、ftp、file，其中最常见的类型是 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，比如 w3school.com.cn
  • 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（如果省略，则文档必须位于网站的根目录中）。
  • filename - 定义文档/资源的名称

域名解析(DNS)

在浏览器输入网址后，首先要经过域名解析，因为浏览器并不能直接通过域名找到对应的服务器，而是要通过 IP 地址。大家这里或许会有个疑问----计算机既可以被赋予 IP 地址，也可以被赋予主机名和域名。比如 www.hackr.jp。那怎么不一开始就赋予个 IP 地址？这样就可以省去解析麻烦。我们先来了解下什么是 IP 地址

IP地址

IP 地址是指互联网协议地址，是 IP Address 的缩写。IP 地址是 IP 协议提供的一种统一的地址格式，它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址，以此来屏蔽物理地址的差异。IP 地址是一个 32 位的二进制数，比如 127.0.0.1 为本机 IP。域名就相当于 IP 地址乔装打扮的伪装者，带着一副面具。

它的作用就是便于记忆和沟通的一组服务器的地址。用户通常使用主机名或域名来访问对方的计算机，而不是直接通过 IP 地址访问。因为与 IP 地址的一组纯数字相比，用字母配合数字的表示形式来指定计算机名更符合人类的记忆习惯。但要让计算机去理解名称，相对而言就变得困难了。因为计算机更擅长处理一长串数字。为了解决上述的问题，DNS 服务应运而生。

什么是域名解析

DNS 协议提供通过域名查找 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，我们的域名解析简单来说就是在 DNS 上记录一条信息记录。

例如 baidu.com  220.114.23.56（服务器外网IP地址）80（服务器端口号）

浏览器如何通过域名去查询 URL 对应的 IP 呢

浏览器缓存：浏览器会按照一定的频率缓存 DNS 记录。

操作系统缓存：如果浏览器缓存中找不到需要的 DNS 记录，那就去操作系统中找。

路由缓存：路由器也有 DNS 缓存。

ISP 的 DNS 服务器：ISP 是互联网服务提供商(Internet Service Provider)的简称，ISP 有专门的 DNS 服务器应对 DNS 查询请求。

根服务器：ISP 的 DNS 服务器还找不到的话，它就会向根服务器发出请求，进行递归查询（DNS 服务器先问根域名服务器.com 域名服务器的 IP 地址，然后再问.baidu 域名服务器，依次类推）

小结 浏览器通过向 DNS 服务器发送域名，DNS 服务器查询到与域名相对应的 IP 地址，然后返回给浏览器，浏览器再将 IP 地址打在协议上，同时请求参数也会在协议搭载，然后一并发送给对应的服务器。

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接下来介绍向服务器发送 HTTP 请求阶段，HTTP 请求分为三个部分：TCP 三次握手、http 请求响应信息、关闭 TCP 连接。

TCP三次握手

在客户端发送数据之前会发起 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。

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TCP三次握手如下

位码即tcp标志位，有6种标示：SYN(synchronous建立连接) ACK(acknowledgement 确认) PSH(push传送) FIN(finish结束) RST(reset重置) URG(urgent紧急)Sequence number(顺序号码) Acknowledge number(确认号码)

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，你赶紧发送吧）

客户端再回传一个带 ACK=Y+1， Seq=Z 的数据包，代表“握手结束”（第三次握手，由浏览器发送，告诉服务器，我马上就发了，准备接受吧）

那两次握手为什么不靠谱呢？

试想一个情况，客户端发了一个请求建立连接的数据包，因为网络原因而迟迟得不到响应，所以他又发了一条，这次服务端响应了。然后这时这个延迟的请求也到了，服务器并不清楚其实已经响应过了，于是又响应了一次。那这就是一条无效的网络连接。造成了无谓的网络开销。

发送HTTP请求

TCP 三次握手结束后，开始发送 HTTP 请求报文。

请求报文由请求行（request line）、请求头（header）、请求体三个部分组成,如下图所示：

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请求行包含请求方法、URL、协议版本

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”代表请求方法，“/chapter17/user.html”表示 URL，“HTTP/1.1”代表协议和协议的版本。现在比较流行的是 Http1.1 版本

请求头包含请求的附加信息，由关键字/值对组成，每行一对，关键字和值用英文冒号“:”分隔。

请求头部通知服务器有关于客户端请求的信息。它包含许多有关的客户端环境和请求正文的有用信息。其中比如：Host，表示主机名，虚拟主机；Connection,HTTP/1.1 增加的，使用 keepalive，即持久连接，一个连接可以发多个请求；User-Agent，请求发出者，兼容性以及定制化需求。

请求体，可以承载多个请求参数的数据，包含回车符、换行符和请求数据，并不是所有请求都具有请求数据。

ame=tom&password=1234&realName=tomson

上面代码，承载着 name、password、realName 三个请求参数。

具体说一下http报文首部

通用首部：

Connection 管理持久连接 Date 报文的创建日期 transfer-Encoding 传输报文主体时候的编码方式

请求首部

Accept 可接受的MIME类型 Accept-Charset 可接受的字符集 Accept-Encoding 可接受的编码方式 Accept-Language 可接受的预言种类 Host 服务器域名和端口 Referer 上一个页面 User-Agent 用户代理信息

服务端

服务端处理并且返回响应报文

响应报文由响应行（request line）、响应头部（header）、响应主体三个部分组成。如下图所示：

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(1) 响应行包含：协议版本，状态码，状态码描述状态码规则如下：

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。

(2) 响应头部包含响应报文的附加信息，由 名/值 对组成,提供服务器信息以及对客户端的要求

Accpet-Ranges 服务器接受的范围类型

Server 服务器软件的名称和版本

Age 响应存在时间

(3) 响应主体包含回车符、换行符和响应返回数据，并不是所有响应报文都有响应数据

浏览器

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

根据渲染树计算每一个节点的信息

根据计算好的信息绘制页面

1.根据Html解析成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所有子节点，再构建下一个兄弟节点。在读取 HTML 文档，构建 DOM 树的过程中，若遇到 script 标签，则 DOM 树的构建会暂停，直至脚本执行完毕。

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 规则树生成之前不会进行渲染。

结合dom树和css树生成渲染树

DOM 树和 CSS 规则树全部准备好了以后，浏览器才会开始构建渲染树。

精简 CSS 并可以加快 CSS 规则树的构建，从而加快页面相应速度。

根据渲染树计算每一个节点的信息（布局）

布局：通过渲染树中渲染对象的信息，计算出每一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，那就需要倒回去重新渲染。

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，将只会引起浏览器的重绘。

回流：某个元素的尺寸发生了变化，则需重新计算渲染树，重新渲染

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