jsliang 求职系列 - 16 - 从输入 URL 到页面呈现

一 目录

不折腾的前端，和咸鱼有什么区别

目录
一 目录
二 前言
三 整体过程
四 DNS 解析
五 TCP 连接
六 发送 HTTP 请求
七 服务器响应
八 浏览器解析渲染页面
九 其他问题及优化
9.1 渲染过程碰到 JS 文件怎么处理？
9.2 为什么操作 DOM 慢

二 前言

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这是一道经典面试题：

• 从输入 URL 到页面呈现发生了什么？

如果你还不懂，那么可以来看看。

三 整体过程

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在用户输入 URL，按下回车之后，走过的步骤：

1. DNS 解析
2. TCP 连接
3. 发送 HTTP 请求
4. 服务器响应
5. 浏览器解析渲染页面

当然，这是整体过程，实际面试过程中会进一步详细问，后面会逐步完善，让小伙伴们对这个系列的问题不在纠结。

四 DNS 解析

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DNS 解析过程就是通过网络查找哪台机器有你需要的资源的过程。

浏览器输入 github.com 并不是真正意义上的去查找这个，而是查找这个域名解析到的 IP 地址。

互联网上每一台计算机的唯一标识是它的 IP 地址，但是 IP 地址并不方便记忆，所以互联网设计者为了方便，才会搞出 github.com 这样的域名。

• DNS 解析过程：

1. 查询 www.baidu.com
2. 访问客户端 DNS 缓存：浏览器缓存 -> 系统缓存（host） -> 路由器缓存
3. 访问 ISP DNS 服务器（ISP，互联网服务提供商，有联通电信移动等。如果你是电信网络，则进入电信的 DNS 缓存服务器，以下简称本地），如果本地服务器有，则直接返回；如果没有，让本地 DNS 服务器去咨询查找。
4. 本地去咨询 DNS 根服务器，DNS 根服务器发现是 .com 区域 管理的，告诉本地去咨询它。
5. 本地去咨询 .com 顶级域名服务器，.com 顶级域名服务器不太清楚，告诉本地去咨询 baidu.com 主区域 的服务器。
6. 本地去咨询 baidu.com 主域名服务器，baidu.com 域服务器查找到对应的 IP 地址，返回给本地。
7. 本地服务器通知用户，baidu.com 对应的 IP 地址，同时缓存这个 IP 地址，下次就直接访问了。

这个过程可以看看，详细的就不一一讲解了，不懂的去看 jsliang 的文章：

• 浏览器 - 浏览器缓存
• 计算机网络 - DNS

当然，这两篇文章后续也会发布，可以先忽略。

五 TCP 连接

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• 建立连接阶段：3 次握手。建立客户端和服务器之间的连接。
• 传输数据阶段
• 断开连接阶段：4 次挥手。断开客户端和服务器之间的连接。

如果 3 次握手和 4 次挥手你不懂过程，详细可以看 jsliang 的文章：

• 计算机网络 - TCP

这里也可以先忽略，后续进一步跟进理解。

六 发送 HTTP 请求

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发送 HTTP 请求的过程就是构建 HTTP 请求报文，并通过 TCP 协议发送到服务器指定端口（HTTP 协议默认端口 80/8080，HTTPS 协议默认端口 443）。

HTTP 请求报文由 3 部分组成：请求行、请求报文 和 请求正文。

• 请求行：常用方法有：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和客户端自身的信息。
• 请求正文：通过 POST、PUT 等方法时，通常需要客户端向服务器传递数据，这些数据就储存在请求正文中。

当然，HTTP 请求需要注意是否跨域，如何解决跨域问题：

• 浏览器 - 跨域

七 服务器响应

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服务器处理请求完毕后，会返回 HTTP 报文。

HTTP 响应报文也是由 3 部分组成：状态码、响应报头 和 响应报文。

• 状态码：1xx 指示信息-表示请求已接收；2xx 请求成功-表示请求成功接收并解析；3xx 重定向-表示要完成请求需要更进一步操作；4xx 客户端错误-请求有语法错误或者请求无法实现；5xx：服务端错误-服务端未能实现合法的请求。常见状态码：200（成功）、304（请求内容有缓存，不需要更新）、404（网页或者文件找不到）、500（服务器-后端处理错误）。
• 响应报头：常见的响应报头字段 Server、Connection 等。
• 响应报文：服务器返回给浏览器的文本信息，通常 HTML、CSS、JS、图片等文件就放在这一部分。

综上，URL 解析过程的步骤 3 和步骤 4 是 HTTP 请求和服务器响应，所以这一块会问到 HTTP 状态码、HTTPS 等知识点，后续我们会进一步跟进学习，这里先做概念性理解。

八 浏览器解析渲染页面

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如上图，浏览器的渲染过程为：

1. 解析 HTML，生成 DOM 树
2. 解析 CSS，生成 CSS 规则树（CSS Rule Tree）
3. 将 DOM Tree 和 CSS Rule Tree 相结合，生成 渲染树（Render Tree）
4. 从根节点开始，计算每一个元素的大小、位置，给出每个节点所应该出现的屏幕精确坐标，从而得到基于渲染树的 布局渲染树（Layout of the render tree）。
5. 遍历渲染树，将每个节点用 UI 渲染引擎来绘制，从而将整棵树绘制到页面上，这个步骤叫 绘制渲染树（Painting the render tree）

这个渲染过程需要重点记忆，出场概率非常大

在解析渲染过程中，可能会产生 回流 和 重绘：

• 重绘(repaint)：当元素样式的改变不影响布局时，浏览器将使用重绘对元素进行更新，此时由于只需要 UI 层面的重新像素绘制，因此损耗较少。
• 回流(reflow)：又叫重排（layout）。当元素的尺寸、结构或者触发某些属性时，浏览器会重新渲染页面，称为回流。此时，浏览器需要重新经过计算，计算后还需要重新页面布局，因此是较重的操作。

那么：

1. 什么操作会重绘和回流？
2. 如何优化？

详细可看：

• 浏览器 - 回流和重绘

后续跟进文章学习也是可以的，这里先贴链接。

九 其他问题及优化

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在上面步骤中，其实可以发掘很多优化点：

• DNS 缓存
• 浏览器缓存
• 减少回流和重绘
• ……

如果你过程都了解了，那么优化基本不是问题。

当然，为了加深印象，可以看 jsliang 整理的文章：

• 浏览器 - 性能优化

9.1 渲染过程碰到 JS 文件怎么处理？

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JavaScript 的加载、解析和执行会阻塞 DOM 的构建。

也就是说：在构建 DOM 的时候，HTML 解析器如果碰到 JavaScript，那么就会停止构建 DOM，将控制权交给 JavaScript 引擎，等 JavaScript 运行完毕，浏览器再从中断的地方恢复 DOM 构建。

也就是说：首屏渲染越快，就越不应该在首屏的时候加载 JS 文件，这也就是建议将 script 标签放到 body 标签底部，或者给 script 标签添加 defer/async 属性的原因。

9.2 为什么操作 DOM 慢

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1. 涉及 JS 引擎和渲染引擎两个线程间的通信，损耗性能。
2. 操作 DOM 可能会重复回流，加剧性能损耗。

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