当我们在 web 浏览器的地址栏中输入:www.baidu.com
,具体发生了什么?
- 对
www.baidu.com
这个网址进行 DNS 域名解析,得到对应的 IP 地址 - 根据这个 IP,找到对应的服务器,发起 TCP 的三次握手
- 建立 TCP 连接后发起 HTTP 请求
- 服务器响应 HTTP 请求,浏览器得到 html 代码
- 浏览器解析 html 代码,并请求 html 代码中的资源(如 js、css、图片等)(先得到 html 代码,才能去找这些资源)
- 浏览器对页面进行渲染呈现给用户
- 服务器关闭 TCP 连接
注:
1.DNS 怎么找到域名的?
DNS 域名解析采用的是递归查询的方式,过程是,先去找 DNS 缓存->缓存找不到就去找根域名服务器->根域名又会去找下一级,这样递归查找之后,找到了,给我们的 web 浏览器
2.为什么 HTTP 协议要基于 TCP 来实现?
TCP 是一个端到端的可靠的面相连接的协议,HTTP 基于传输层 TCP 协议不用担心数据传输的各种问题(当发生错误时,会重传)
3.最后一步浏览器是如何对页面进行渲染的?
a)解析 html 文件构成 DOM 树
b)解析 CSS 文件构成渲染树
c)边解析,边渲染
d)JS 单线程运行,JS 有可能修改 DOM 结构,意味着 JS 执行完成前,后续所有资源的下载是没有必要的,所以 JS 是单线程,会阻塞后续资源下载
各个步骤具体细节
DNS 解析(域名解析服务器)
a)首先会搜索浏览器自身的 DNS 缓存(缓存时间比较短,大概只有 1 分钟,且只能容纳 1000 条缓存)
b)如果浏览器自身的缓存里面没有找到,那么浏览器会搜索系统自身的 DNS 缓存
c)如果还没有找到,那么尝试从 hosts 文件里面去找
d)在前面三个过程都没获取到的情况下,就递归地去域名服务器去查找,具体过程如下
DNS 优化两个方面:DNS 缓存、DNS 负载均衡
TCP 连接建立(三次握手)
拿到域名对应的 IP 地址之后,User-Agent(一般指浏览器)会以一个随机端口(1024<端口<65535)向服务器的 WEB 程序(常用的有 httpd,nginx)等的 80 端口。这个连接请求(原始的 http 请求经过 TCP/IP 4 层模型的层层封包)到达服务器端后(这中间有各种路由设备,局域网内除外),进入到网卡,然后是进入到内核的 TCP/IP 协议栈(用于识别连接请求,解封包,一层一层的剥开),还有可能要经过 Netfilter 防火墙(属于内核的模块)的过滤,最终达到 WEB 程序,最终建立了 TCP/IP 的连接。
发起 HTTP 请求(建立连接后)
HTTP 请求报文由三部分组成:请求行,请求头、空行 / 请求正文
请求行:用于描述客户端的请求方式(GET/POST 等),请求的资源名称(URL)以及使用的 HTTP 协议的版本号
请求头:用于描述客户端请求哪台主机及其端口,以及客户端的一些环境信息等
空行:空行就是\r\n (POST 请求时候有)
请求正文:当使用 POST 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(GET 方式是保存在 url 地址后面,不会放到这里)
举例:
GET 请求
下面是浏览器对 http://localhost:8081/test?name=XXG&age=23 的 GET 请求时发送给服务器的数据:
可以看出请求包含请求行和请求头两部分。其中请求行中包含 method(例如 GET、POST)、URI(通一资源标志符)和协议版本三部分,三个部分之间以空格分开。请求行和每个请求头各占一行,以换行符 CRLF(即 \r\n)分割。
POST 请求
下面是浏览器对 http://localhost:8081/test 的 POST 请求时发送给服务器的数据,消息体中带上参数 name=XXG&age=23
可以看出,上面的请求包含三个部分:请求行、请求头、空格/消息体,比之前的 GET 请求多了一个请求消息,其中 请求头和消息体之间用一个空行分割。POST 请求的参数不在 URL 中,而是在消息体中,请求头中多了一项 Content-Length 用于表示消息体的字节数,这样服务器才能知道请求是否发送结束。这也就是 GET 请求和 POST 请求的主要区别。
那么起始行中的请求方法有哪些种呢?
GET: 完整请求一个资源 (常用)
HEAD: 仅请求响应首部
POST:提交表单 (常用)
PUT: (webdav) 上传文件(但是浏览器不支持该方法)
DELETE:(webdav) 删除
OPTIONS:返回请求的资源所支持的方法的方法
TRACE: 追求一个资源请求中间所经过的代理(该方法不能由浏览器发出)
那什么是 URL、URI、URN?
URI Uniform Resource Identifier 统一资源标识符
URL Uniform Resource Locator 统一资源定位符
URN Uniform Resource Name 统一资源名称
URL 和 URN 都属于 URI,为了方便就把 URL 和 URI 暂时都通指一个东西
服务器响应 http 请求,浏览器得到 html 代码
HTTP 响应也由三部分组成:状态行,响应头,空格,消息体
状态行包括:协议版本、状态码、状态码描述
状态码:状态码用于表示服务器对请求的处理结果
1xx:指示信息——表示请求已经接受,继续处理
2xx:成功——表示请求已经被成功接收、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。
列举几种常见的:
200(没有问题)
302(要你去找别人)
304(要你去拿缓存)
307(要你去拿缓存)
403(有这个资源,但是没有访问权限)
404(服务器没有这个资源)
500(服务器这边有问题)
响应头:响应头用于描述服务器的基本信息,以及客户端如何处理数据
空格:CRLF(即 \r\n)分割
消息体:服务器返回给客户端的数据
响应格式如下图
上面的 HTTP 响应中,响应头中的 Content-Length 同样用于表示消息体的字节数。Content-Type 表示消息体的类型,通常浏览网页其类型是 HTML,当然还会有其他类型,比如图片、视频等。
浏览器解析 html 代码,并请求 html 代码中的资源
浏览器拿到 html 文件后,就开始解析其中的 html 代码,遇到 js/css/image 等静态资源时,就向服务器端去请求下载(会使用多线程下载,每个浏览器的线程数不一样),这是时候就用上 keep-alive 特性了,建立一次 HTTP 连接,可以请求多个资源,下载资源的顺序就是按照代码里面的顺序,但是由于每个资源大小不一样,而浏览器又是多线程请求请求资源,所以这里显示的顺序并不一定是代码里面的顺序。
浏览器对页面进行渲染呈现给用户
最后,浏览器利用自己内部的工作机制,把请求的静态资源和 html 代码进行渲染,渲染之后呈现给用户,浏览器是一个边解析边渲染的过程。
首先浏览器解析 HTML 文件构建 DOM 树,然后解析 CSS 文件构建渲染树,等到渲染树构建完成后,浏览器开始布局渲染树并将其绘制到屏幕上。
这个过程比较复杂,涉及到两个概念: reflow(回流)和 repain(重绘)。
DOM 节点中的各个元素都是以盒模型的形式存在,这些都需要浏览器去计算其位置和大小等,这个过程称为 relow;当盒模型的位置,大小以及其他属性,如颜色,字体,等确定下来之后,浏览器便开始绘制内容,这个过程称为 repain。
页面在首次加载时必然会经历 reflow 和 repain。
reflow 和 repain 过程是非常消耗性能的,尤其是在移动设备上,它会破坏用户体验,有时会造成页面卡顿。所以我们应该尽可能少的减少 reflow 和 repain。
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,JS 有可能修改 DOM 结构,意味着 JS 执行完成前,后续所有资源的下载是没有必要的,所以 JS 是单线程,会阻塞后续资源下载。
服务器关闭关闭 TCP 连接
一般情况下,一旦 Web 服务器向浏览器发送了请求数据,它就要关闭 TCP 连接,然后如果浏览器或者服务器在其头信息加入了这行代码:
1 | Connection:keep-alive |
TCP 连接在发送后将仍然保持打开状态,于是,浏览器可以继续通过相同的连接发送请求。保持连接节省了为每个请求建立新连接所需的时间,还节约了网络带宽。
自此一次完整的 HTTP 事务宣告完成.
明确考察点
- 地址栏输入 url 开始, 域名到 ip 的过程
- 拿到 ip, 开始建立 http 请求
- 拿到 html 之后的浏览器的渲染过程
回答思路
先说从 url 到拿到 html 的过程,然后重点阐述 html 的渲染过程。之后面试官再次提问的侧重回答(如:重排,重绘、tcp 三次握手四次挥手)。