基本概念

浏览器是用户访问互联网最重要的接口，本质上，浏览器方便一般互联网用户通过界面解析喝发送http协议的软件

用户代理

查看用户代理

打开chrome浏览器的控制台
在控制台中输入navigator.userAgent
会发现类型字符串 Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS x 10_12_1) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko)Chrome/64.0.3282.186 Safari/537.36

用户代理的作用

判断浏览器类型，采用兼容方案
判断是否为移动端
标识H5容器，方便调用H5容器特定接口
要注意userAgent伪装成本很低，不要过于依赖

内核

对于操作系统来说，内核是操作系统的核心，是第一层基于硬件的软件扩充，提供最核心最基础的服务。应用程序通过内核进行系统调用来使用计算机的硬件，内核代码简洁高效，并且基本没有bug，由于是最底层的服务，一点微小的错误也会造成整个系统的崩溃。好处当然也显而易见，基于一个个稳定的内核，开发者可以构建适合不同场景的操作系统和应用软件。

对于浏览器来说，同样存在浏览器内核，与操作系统内核相似，浏览器内核需要提供API给浏览器开发者使用，同时提供最核心的功能，如加载和渲染网页，调用操作系统所提供的服务。

对于浏览器厂商来说，高效使用和开发浏览器内核是核心问题。对于web开发者来说，理解浏览器内核的基本机制，才能开发出高性能的web应用。

浏览器内核定义

我们可以初步认为浏览器中负责将表示页面的字符转变成可视化的图像的模块就是浏览器内核

网页内容的组成

doctype: 提供浏览器html版本信息 head: html头部
meta: 元数据信息
charset: 此特性声明当前文档所使用的字符编码
http-equiv:客户端行为，如渲染模式，缓存等
name[keywords]:搜索引擎使用
name[description]:搜索引擎使用
name[viewport]: 浏览器视口设置 link
script: 需要在body前完成加载或运行的脚本 body: html实体
script: 需要在body解析时加载或运行的脚本

渲染需要做的工作

上图表示了渲染引擎的一般渲染过程，虚线表示该阶段所依赖的外部模块(不属于渲染引擎) 重要组件:

HTML解释器:解释HTML文本的解释器。HTML文本->DOM树
CSS解释器:遇到级联样式时，需要使用级联样式表解释器。为DOM对象计算出样式信息
Javascript引擎: 遇到js代码时，需要使用Javscript解释器，并使得js代码有调用DOM接口和CSSOM接口的能力
布局:结合CSS,计算出每个DOM对象的大小位置信息
绘图:将经过布局计算的DOM节点给制成图像

chromium 架构

网络栈

1.确定请求类型，协议
2.判断是否需要建立网络连接
3.建立HTTP事务
4.建立TCP socket连接
5.套接字连接

提高加载速度

1.合并请求: nginx模块， sprite雪碧图
2.缓存: from cache(memory disk), localstorage
3.tcp网络连接优化: tcp调优，HTTP/2. keepalive
4.硬件:加大带宽，使用cdn (对象存储)
5.资源大小: gzip, webp, image压缩，cookie体积
6.预加载:多个cdn城名，dns预取，异步读取js

浏览器渲染过程

参考参考

1. 浏览器的渲染过程

浏览器渲染主要有以下步骤：

当用户输入一个URL时，浏览器就会向服务器发送请求，来获取URL对应的资源
浏览器接受到服务器的响应内容后，浏览器的HTML解析器，会将HTML文件解析成一棵DOM树，DOM树的构建是一个深度遍历的过程，只有当前节点的所有子节点都构建完成以后，才会去构建当前节点的下一个兄弟节点。
同时将CSS解析成CSSOM树（CSS Rule Tree）
根据DOM树和CSSOM树，来构建Render树（渲染树）,但是Render树，并不等于DOM树，因为像一些head或display:none，没有必要放在Render树中。
有了Render 树，浏览器已经能知道网页中有哪些节点以及它们的从属关系和样式，接下来下一步布局（Layout）,计算出每个节点在页面中的位置。
布局（Layout）后，浏览器已经知道哪些节点要显示以及他们在页面中的位置和每个节点的样式，接下来进行下一步绘画（painting）,按照计算出来的规则，通过显卡，把内容画到屏幕上。

大致过程如图所示：

注意： 这个过程是逐步完成的，为了更好的用户体验，渲染引擎将会尽可能早的将内容呈现到屏幕上，并不会等到所有的html 都解析完成之后再去构建和布局 render 树。它是解析完一部分内容就显示一部分内容，同时，可能还在通过网络下载其余内容。

1.DOMTree的构建

浏览器的渲染从解析HTML文档开始，宏观上，可以分为下面几个步骤：

第一步（解析）：从网络或者磁盘上读取的HTML原始字节码，通过设置的charset编码，转换成相应字符
第二步（token化）：通过词法分析器，将字符串解析成Token，Token中会标注出当前的Token是开始标签，还是结束标签，或者文本标签等。
第三步（生成Nodes并构建DOM树）：浏览器会根据Tokens里记录的开始标签，结束标签，将Tokens之间相互串联起来。生成Nodes(对象节点)并构建DOM树。

事实上，在构建DOM树时，不是要等所有的Tokens都转换成Nodes后才开始，而是一边生成Token一边采取深度遍历算法消耗Token来生成Node，并加入到DOM树中，当Token消耗完了，DOM树也就构建完了。

如下图所示：图中有颜色的小数字代表构建的具体步骤，可以看出，首先生成出html Token,并消耗Token创建出html 节点对象，接着生成head Token并消耗Token创建出head节点对象......，当所有的Tokens都消耗完了，紧接着DOM树也就构建完了。

这里抛出个小问题，为什么有时在js中访问DOM时浏览器会报错呢？
因为在创建DOM树的过程中，如果碰到了script或者link标签，就会根据src对应的地址去加载资源，在script标签没有设置async/defer属性时，这个加载过程是下载并执行完全部的代码，此时，DOM树还没有完全创建完毕，这个时候如果js企图访问script标签后面的DOM元素，浏览器就会抛出找不到该DOM元素的错误。
值得注意的是：从bytes到Tokens的这个过程，浏览器都可以交给其他单独的线程去处理，不会堵塞浏览器的渲染线程。但是后面的部分就都在渲染线程下进行了，也就是我们常说的js单线程环境。

知识点
DOMContentLoaded：当初始的 HTML 文档被完全加载和解析完成之后，DOMContentLoaded 事件被触发，而无需等待样式表、图像的完全加载。
dom树渲染过程
 async/defer的区别

2. 浏览器渲染优化

（1）针对JavaScript： JavaScript既会阻塞HTML的解析，也会阻塞CSS的解析。因此我们可以对JavaScript的加载方式进行改变，来进行优化：

（1）尽量将JavaScript文件放在body的最后

（2） body中间尽量不要写<script>标签

（3）<script>标签的引入资源方式有三种，有一种就是我们常用的直接引入，还有两种就是使用 async 属性和 defer 属性来异步引入，两者都是去异步加载外部的JS文件，不会阻塞DOM的解析（尽量使用异步加载）。三者的区别如下：

script 立即停止页面渲染去加载资源文件，当资源加载完毕后立即执行js代码，js代码执行完毕后继续渲染页面；
async 是在下载完成之后，立即异步加载，加载好后立即执行，多个带async属性的标签，不能保证加载的顺序；
defer 是在下载完成之后，立即异步加载。加载好后，如果 DOM 树还没构建好，则先等 DOM 树解析好再执行；如果DOM树已经准备好，则立即执行。多个带defer属性的标签，按照顺序执行。

（2）针对CSS：使用CSS有三种方式：使用link、@import、内联样式，其中link和@import都是导入外部样式。它们之间的区别：

link：浏览器会派发一个新等线程(HTTP线程)去加载资源文件，与此同时GUI渲染线程会继续向下渲染代码
@import：GUI渲染线程会暂时停止渲染，去服务器加载资源文件，资源文件没有返回之前不会继续渲染(阻碍浏览器渲染)
style：GUI直接渲染

外部样式如果长时间没有加载完毕，浏览器为了用户体验，会使用浏览器会默认样式，确保首次渲染的速度。所以CSS一般写在headr中，让浏览器尽快发送请求去获取css样式。

所以，在开发过程中，导入外部样式使用link，而不用@import。如果css少，尽可能采用内嵌样式，直接写在style标签中。

（3）针对DOM树、CSSOM树：

可以通过以下几种方式来减少渲染的时间：

HTML文件的代码层级尽量不要太深
使用语义化的标签，来避免不标准语义化的特殊处理
减少CSSD代码的层级，因为选择器是从左向右进行解析的

（4）减少回流与重绘：

操作DOM时，尽量在低层级的DOM节点进行操作
不要使用table布局，一个小的改动可能会使整个table进行重新布局
使用CSS的表达式
不要频繁操作元素的样式，对于静态页面，可以修改类名，而不是样式。
使用absolute或者fixed，使元素脱离文档流，这样他们发生变化就不会影响其他元素
避免频繁操作DOM，可以创建一个文档片段documentFragment，在它上面应用所有DOM操作，最后再把它添加到文档中
将元素先设置display: none，操作结束后再把它显示出来。因为在display属性为none的元素上进行的DOM操作不会引发回流和重绘。
将DOM的多个读操作（或者写操作）放在一起，而不是读写操作穿插着写。这得益于浏览器的渲染队列机制。

浏览器针对页面的回流与重绘，进行了自身的优化——渲染队列

浏览器会将所有的回流、重绘的操作放在一个队列中，当队列中的操作到了一定的数量或者到了一定的时间间隔，浏览器就会对队列进行批处理。这样就会让多次的回流、重绘变成一次回流重绘。

将多个读操作（或者写操作）放在一起，就会等所有的读操作进入队列之后执行，这样，原本应该是触发多次回流，变成了只触发一次回流。

3. 渲染过程中遇到 JS 文件如何处理？

JavaScript 的加载、解析与执行会阻塞文档的解析，也就是说，在构建 DOM 时，HTML 解析器若遇到了 JavaScript，那么它会暂停文档的解析，将控制权移交给 JavaScript 引擎，等 JavaScript 引擎运行完毕，浏览器再从中断的地方恢复继续解析文档。也就是说，如果想要首屏渲染的越快，就越不应该在首屏就加载 JS 文件，这也是都建议将 script 标签放在 body 标签底部的原因。当然在当下，并不是说 script 标签必须放在底部，因为你可以给 script 标签添加 defer 或者 async 属性。

4. 什么是文档的预解析？

Webkit 和 Firefox 都做了这个优化，当执行 JavaScript 脚本时，另一个线程解析剩下的文档，并加载后面需要通过网络加载的资源。这种方式可以使资源并行加载从而使整体速度更快。需要注意的是，预解析并不改变 DOM 树，它将这个工作留给主解析过程，自己只解析外部资源的引用，比如外部脚本、样式表及图片。

5. CSS 如何阻塞文档解析？

理论上，既然样式表不改变 DOM 树，也就没有必要停下文档的解析等待它们。然而，存在一个问题，JavaScript 脚本执行时可能在文档的解析过程中请求样式信息，如果样式还没有加载和解析，脚本将得到错误的值，显然这将会导致很多问题。所以如果浏览器尚未完成 CSSOM 的下载和构建，而我们却想在此时运行脚本，那么浏览器将延迟 JavaScript 脚本执行和文档的解析，直至其完成 CSSOM 的下载和构建。也就是说，在这种情况下，浏览器会先下载和构建 CSSOM，然后再执行 JavaScript，最后再继续文档的解析。

6. 如何优化关键渲染路径？

为尽快完成首次渲染，我们需要最大限度减小以下三种可变因素：

（1）关键资源的数量。

（2）关键路径长度。

（3）关键字节的数量。

关键资源是可能阻止网页首次渲染的资源。这些资源越少，浏览器的工作量就越小，对 CPU 以及其他资源的占用也就越少。同样，关键路径长度受所有关键资源与其字节大小之间依赖关系图的影响：某些资源只能在上一资源处理完毕之后才能开始下载，并且资源越大，下载所需的往返次数就越多。最后，浏览器需要下载的关键字节越少，处理内容并让其出现在屏幕上的速度就越快。要减少字节数，我们可以减少资源数（将它们删除或设为非关键资源），此外还要压缩和优化各项资源，确保最大限度减小传送大小。

优化关键渲染路径的常规步骤如下：

（1）对关键路径进行分析和特性描述：资源数、字节数、长度。

（2）最大限度减少关键资源的数量：删除它们，延迟它们的下载，将它们标记为异步等。

（3）优化关键字节数以缩短下载时间（往返次数）。

（4）优化其余关键资源的加载顺序：您需要尽早下载所有关键资产，以缩短关键路径长度

7. 什么情况会阻塞渲染？

首先渲染的前提是生成渲染树，所以 HTML 和 CSS 肯定会阻塞渲染。如果你想渲染的越快，你越应该降低一开始需要渲染的文件大小，并且扁平层级，优化选择器。然后当浏览器在解析到 script 标签时，会暂停构建 DOM，完成后才会从暂停的地方重新开始。也就是说，如果你想首屏渲染的越快，就越不应该在首屏就加载 JS 文件，这也是都建议将 script 标签放在 body 标签底部的原因。

当然在当下，并不是说 script 标签必须放在底部，因为你可以给 script 标签添加 defer 或者 async 属性。当 script 标签加上 defer 属性以后，表示该 JS 文件会并行下载，但是会放到 HTML 解析完成后顺序执行，所以对于这种情况你可以把 script 标签放在任意位置。对于没有任何依赖的 JS 文件可以加上 async 属性，表示 JS 文件下载和解析不会阻塞渲染。

进程与线程的概念

参考参考

进程和线程的区别

进程是资源分配的最小单位，线程是CPU调度的最小单位

任一线程出错，都会导致所在的整个进程崩溃。
同一进程内的线程可以共享进程数据。
不同进程间数据很难共享。 Chrome浏览器的架构图：

从图中可以看出，最新的 Chrome 浏览器包括：

1 个浏览器主进程
1 个 GPU 进程
1 个网络进程
多个渲染进程
多个插件进程

这些进程的功能：

浏览器进程：主要负责界面显示、用户交互、子进程管理，同时提供存储等功能。
渲染进程：核心任务是将 HTML、CSS 和 JavaScript 转换为用户可以与之交互的网页，排版引擎 Blink 和 JavaScript 引擎 V8 都是运行在该进程中，默认情况下，Chrome 会为每个 Tab 标签创建一个渲染进程。出于安全考虑，渲染进程都是运行在沙箱模式下。
GPU 进程：其实， GPU 的使用初衷是为了实现 3D CSS 的效果，只是随后网页、Chrome 的 UI 界面都选择采用 GPU 来绘制，这使得 GPU 成为浏览器普遍的需求。最后，Chrome 在其多进程架构上也引入了 GPU 进程。
网络进程：主要负责页面的网络资源加载，之前是作为一个模块运行在浏览器进程里面的，直至最近才独立出来，成为一个单独的进程。
插件进程：主要是负责插件的运行，因插件易崩溃，所以需要通过插件进程来隔离，以保证插件进程崩溃不会对浏览器和页面造成影响。

所以，打开一个网页，最少需要四个进程：1 个网络进程、1 个浏览器进程、1 个 GPU 进程以及 1 个渲染进程。如果打开的页面有运行插件的话，还需要再加上 1 个插件进程。

虽然多进程模型提升了浏览器的稳定性、流畅性和安全性，但同样不可避免地带来了一些问题：

更高的资源占用：因为每个进程都会包含公共基础结构的副本（如 JavaScript 运行环境），这就意味着浏览器会消耗更多的内存资源。
更复杂的体系架构：浏览器各模块之间耦合性高、扩展性差等问题，会导致现在的架构已经很难适应新的需求了。

浏览器渲染进程的线程有哪些

浏览器的渲染进程的线程总共有五种：

（1）GUI渲染线程

负责渲染浏览器页面，解析HTML、CSS，构建DOM树、构建CSSOM树、构建渲染树和绘制页面；当界面需要重绘或由于某种操作引发回流时，该线程就会执行。

注意：GUI渲染线程和JS引擎线程是互斥的，当JS引擎执行时GUI线程会被挂起，GUI更新会被保存在一个队列中等到JS引擎空闲时立即被执行。

（2）JS引擎线程

JS引擎线程也称为JS内核，负责处理Javascript脚本程序，解析Javascript脚本，运行代码；JS引擎线程一直等待着任务队列中任务的到来，然后加以处理，一个Tab页中无论什么时候都只有一个JS引擎线程在运行JS程序；

注意：GUI渲染线程与JS引擎线程的互斥关系，所以如果JS执行的时间过长，会造成页面的渲染不连贯，导致页面渲染加载阻塞。

（3）时间触发线程

时间触发线程属于浏览器而不是JS引擎，用来控制事件循环；当JS引擎执行代码块如setTimeOut时（也可是来自浏览器内核的其他线程,如鼠标点击、AJAX异步请求等），会将对应任务添加到事件触发线程中；当对应的事件符合触发条件被触发时，该线程会把事件添加到待处理队列的队尾，等待JS引擎的处理；

注意：由于JS的单线程关系，所以这些待处理队列中的事件都得排队等待JS引擎处理（当JS引擎空闲时才会去执行）；

（4）定时器触发进程

定时器触发进程即setInterval与setTimeout所在线程；浏览器定时计数器并不是由JS引擎计数的，因为JS引擎是单线程的，如果处于阻塞线程状态就会影响记计时的准确性；因此使用单独线程来计时并触发定时器，计时完毕后，添加到事件队列中，等待JS引擎空闲后执行，所以定时器中的任务在设定的时间点不一定能够准时执行，定时器只是在指定时间点将任务添加到事件队列中；

注意：W3C在HTML标准中规定，定时器的定时时间不能小于4ms，如果是小于4ms，则默认为4ms。

（5）异步http请求线程

XMLHttpRequest连接后通过浏览器新开一个线程请求；
检测到状态变更时，如果设置有回调函数，异步线程就产生状态变更事件，将回调函数放入事件队列中，等待JS引擎空闲后执行；

进程之前的通信方式

（1）管道通信

管道是一种最基本的进程间通信机制。管道就是操作系统在内核中开辟的一段缓冲区，进程1可以将需要交互的数据拷贝到这段缓冲区，进程2就可以读取了。

管道的特点：

只能单向通信
只能血缘关系的进程进行通信
依赖于文件系统
生命周期随进程
面向字节流的服务
管道内部提供了同步机制

（2）消息队列通信

消息队列就是一个消息的列表。用户可以在消息队列中添加消息、读取消息等。消息队列提供了一种从一个进程向另一个进程发送一个数据块的方法。每个数据块都被认为含有一个类型，接收进程可以独立地接收含有不同类型的数据结构。可以通过发送消息来避免命名管道的同步和阻塞问题。但是消息队列与命名管道一样，每个数据块都有一个最大长度的限制。

使用消息队列进行进程间通信，可能会收到数据块最大长度的限制约束等，这也是这种通信方式的缺点。如果频繁的发生进程间的通信行为，那么进程需要频繁地读取队列中的数据到内存，相当于间接地从一个进程拷贝到另一个进程，这需要花费时间。

（3）信号量通信

共享内存最大的问题就是多进程竞争内存的问题，就像类似于线程安全问题。我们可以使用信号量来解决这个问题。信号量的本质就是一个计数器，用来实现进程之间的互斥与同步。例如信号量的初始值是 1，然后 a 进程来访问内存1的时候，我们就把信号量的值设为 0，然后进程b 也要来访问内存1的时候，看到信号量的值为 0 就知道已经有进程在访问内存1了，这个时候进程 b 就会访问不了内存1。所以说，信号量也是进程之间的一种通信方式。

（4）信号通信

信号（Signals ）是Unix系统中使用的最古老的进程间通信的方法之一。操作系统通过信号来通知进程系统中发生了某种预先规定好的事件（一组事件中的一个），它也是用户进程之间通信和同步的一种原始机制。

（5）共享内存通信

共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存，这段共享内存由一个进程创建，但多个进程都可以访问（使多个进程可以访问同一块内存空间）。共享内存是最快的 IPC 方式，它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的。它往往与其他通信机制，如信号量，配合使用，来实现进程间的同步和通信。

（6）套接字通信

上面我们说的共享内存、管道、信号量、消息队列，他们都是多个进程在一台主机之间的通信，那两个相隔几千里的进程能够进行通信吗？答是必须的，这个时候 Socket 这家伙就派上用场了，例如我们平时通过浏览器发起一个 http 请求，然后服务器给你返回对应的数据，这种就是采用 Socket 的通信方式了。

僵尸进程和孤儿进程是什么？

孤儿进程：父进程退出了，而它的一个或多个进程还在运行，那这些子进程都会成为孤儿进程。孤儿进程将被init进程(进程号为1)所收养，并由init进程对它们完成状态收集工作。
僵尸进程：子进程比父进程先结束，而父进程又没有释放子进程占用的资源，那么子进程的进程描述符仍然保存在系统中，这种进程称之为僵死进程。

死锁产生的原因？如果解决死锁的问题？

所谓死锁，是指多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局，当进程处于这种僵持状态时，若无外力作用，它们都将无法再向前推进。

系统中的资源可以分为两类：

可剥夺资源，是指某进程在获得这类资源后，该资源可以再被其他进程或系统剥夺，CPU和主存均属于可剥夺性资源；
不可剥夺资源，当系统把这类资源分配给某进程后，再不能强行收回，只能在进程用完后自行释放，如磁带机、打印机等。

产生死锁的原因：

（1）竞争资源

产生死锁中的竞争资源之一指的是竞争不可剥夺资源（例如：系统中只有一台打印机，可供进程P1使用，假定P1已占用了打印机，若P2继续要求打印机打印将阻塞）
产生死锁中的竞争资源另外一种资源指的是竞争临时资源（临时资源包括硬件中断、信号、消息、缓冲区内的消息等），通常消息通信顺序进行不当，则会产生死锁

（2）进程间推进顺序非法

若P1保持了资源R1，P2保持了资源R2，系统处于不安全状态，因为这两个进程再向前推进，便可能发生死锁。例如，当P1运行到P1：Request（R2）时，将因R2已被P2占用而阻塞；当P2运行到P2：Request（R1）时，也将因R1已被P1占用而阻塞，于是发生进程死锁

产生死锁的必要条件：

互斥条件：进程要求对所分配的资源进行排它性控制，即在一段时间内某资源仅为一进程所占用。
请求和保持条件：当进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。
不剥夺条件：进程已获得的资源在未使用完之前，不能剥夺，只能在使用完时由自己释放。
环路等待条件：在发生死锁时，必然存在一个进程——资源的环形链。

预防死锁的方法：

资源一次性分配：一次性分配所有资源，这样就不会再有请求了（破坏请求条件）
只要有一个资源得不到分配，也不给这个进程分配其他的资源（破坏请保持条件）
可剥夺资源：即当某进程获得了部分资源，但得不到其它资源，则释放已占有的资源（破坏不可剥夺条件）
资源有序分配法：系统给每类资源赋予一个编号，每一个进程按编号递增的顺序请求资源，释放则相反（破坏环路等待条件）

基础知识-浏览器篇