操作系统基础
进程
一个进程就是一个正在执行的程序的实例,进程也包括程序计数器、寄存器和变量的当前值。从概念上来说,每个进程都有各自的虚拟 CPU,但是实际情况是 CPU 会在各个进程之间进行来回切换。
进程状态
尽管每个进程是一个独立的实体,有其自己的程序计数器和内部状态,但是,进程之间仍然需要相互帮助。当一个进程开始运行时,它可能会经历下面这几种状态
运行态,运行态指的就是进程实际占用 CPU 时间片运行时就绪态,就绪态指的是可运行,但因为其他进程正在运行而处于就绪状态阻塞态,除非某种外部事件发生,否则进程不能运行
进程间通信(Inter Process Communication, IPC)
进程是需要频繁的和其他进程进行交流的。大致来说,进程间的通信机制可以分为 6 种
线程
进程中拥有一个执行的线程,通常简写为 线程(thread)。线程会有程序计数器,用来记录接着要执行哪一条指令;线程实际上 CPU 上调度执行的实体。
线程不像是进程那样具备较强的独立性。同一个进程中的所有线程都会有完全一样的地址空间,这意味着它们也共享同样的全局变量。
地址栏输入 URL 敲下回车后发生了什么?
大致过程如下
- 首先浏览器进程接收到用户输入的URL,浏览器进程将URL发送给网络进程
- 网络进程发起真正的URL请求
- 接着网络进程接收到了响应头数据,便解析响应头数据,并将数据发送给浏览器进程
- 浏览器进程收到响应头数据后,发送'提交导航'给渲染进程
- 渲染进程接收到'提交导航'后,便开始准备接收HTML数据,接收的方式的是直接和网络进程建立数据管道
- 最后渲染进程会向浏览器进程发送'确认提交',告诉浏览器进程,已经准备好接收了
- 浏览器进程接收到'确认提交'后便开始更新页面
URL解析
首先判断你输入的是一个合法的URL 还是一个待搜索的关键词,并且根据你输入的内容进行对应操作,一个URL的结构解析如下:
- 如果是一个待搜索的关键词,地址栏会使用默认的搜索引擎,
- 如果是一个合法的URL,浏览器进程会通过进程间通信(IPC)把URL请求发给网络进程
此时,在浏览器地址栏输入百度的网址:
https://www.baidu.com/
URL请求过程
网络进程接收到 URL 请求后,会在这里发起真正的 URL 请求流程。
首先,网络进程会查找本地缓存是否缓存了该资源。如果有缓存资源,那么直接返回资源给浏览器进程;如果在缓存中没有查找到资源,那么直接进入网络请求流程。这请求前的第一步是要进行 DNS 解析,以获取请求域名的服务器 IP 地址。如果请求协议是 HTTPS,那么还需要建立 TLS 连接。
接下来就是利用 IP 地址和服务器建立 TCP 连接。连接建立之后,浏览器端会构建请求行、请求头等信息,并把和该域名相关的 Cookie 等数据附加到请求头中,然后向服务器发送构建的请求信息。
// 请求方法是GET,路径为根路径,HTTP协议版本为1.1
GET / HTTP/1.1
服务器接收到请求信息后,会根据请求信息生成响应数据(包括响应行、响应头和响应体等信息),并发给网络进程。
//HTTP协议版本1.1,状态码200,状态描述OK。
HTTP/1.1 200 OK
在导航过程中,如果服务器响应行的状态码包含了 301、302 一类的跳转信息,浏览器会跳转到新的地址继续导航;如果响应行是 200,那么表示浏览器可以继续处理该请求。
准备渲染进程
默认情况下,Chrome 会为每个页面分配一个渲染进程,也就是说,每打开一个新页面就会配套创建一个新的渲染进程。
渲染进程准备好之后,还不能立即进入文档解析状态,因为此时的文档数据还在网络进程中,并没有提交给渲染进程,所以下一步就进入了提交文档阶段。
提交文档
- 当浏览器进程接收到网络进程的响应头数据之后,便向渲染进程发起“提交文档”的消息;
- 渲染进程接收到“提交文档”的消息后,会和网络进程建立传输数据的“管道”;
- 等文档数据传输完成之后,渲染进程会返回“确认提交”的消息给浏览器进程;
- 浏览器进程在收到“确认提交”的消息后,会更新浏览器界面状态,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。
页面渲染
- 渲染进程将 HTML 内容转换为能够读懂的 DOM 树结构。
- 渲染引擎将 CSS 样式表转化为浏览器可以理解的 styleSheets,计算出 DOM 节点的样式。
- 创建布局树,并计算元素的布局信息。对布局树进行分层,并生成分层树。
- 为每个图层生成绘制列表,并将其提交到合成线程。
- 合成线程将图层分成图块,并在光栅化线程池中将图块转换成位图。
- 合成线程发送绘制图块命令 DrawQuad 给浏览器进程。
- 浏览器进程根据 DrawQuad 消息生成页面,并显示到显示器上。