从输入URL到页面加载的全过程-- 前端理解

1、浏览器的地址栏输入URL并按下回车。

　　2、浏览器查找当前URL是否存在缓存，并比较缓存是否过期。

　　3、DNS解析URL对应的IP。

　　4、根据IP建立TCP连接（三次握手）。

　　5、HTTP发起请求。

　　6、服务器处理请求，浏览器接收HTTP响应。

　　7、渲染页面，构建DOM树。

　　8、关闭TCP连接（四次挥手）。

　　说完整个过程的几个关键点后我们再来展开的说一下。

　　一、URL

　　我们常见的RUL是这样的:http://www.baidu.com,这个域名由三部分组成：协议名、域名、端口号，这里端口是默认所以隐藏。除此之外URL还会包含一些路径、查询和其他片段，例如：http://www.tuicool.com/search?kw=%E4%。我们最常见的的协议是HTTP协议，除此之外还有加密的HTTPS协议、FTP协议、FILe协议等等。URL的中间部分为域名或者是IP，之后就是端口号了。通常端口号不常见是因为大部分的都是使用默认端口，如HTTP默认端口80，HTTPS默认端口443。说到这里可能有的面试官会问你同源策略，以及更深层次的跨域的问题，我今天就不在这里展开了。

　　二、缓存

　　说完URL我们说说浏览器缓存,HTTP缓存有多种规则，根据是否需要重新向服务器发起请求来分类，我将其分为强制缓存，对比缓存。

　　强制缓存判断HTTP首部字段：cache-control，Expires。

　　Expires是一个绝对时间，即服务器时间。浏览器检查当前时间，如果还没到失效时间就直接使用缓存文件。但是该方法存在一个问题：服务器时间与客户端时间可能不一致。因此该字段已经很少使用。

　　cache-control中的max-age保存一个相对时间。例如Cache-Control: max-age = 484200，表示浏览器收到文件后，缓存在484200s内均有效。 如果同时存在cache-control和Expires，浏览器总是优先使用cache-control。

　　对比缓存通过HTTP的last-modified，Etag字段进行判断。

　　last-modified是第一次请求资源时，服务器返回的字段，表示最后一次更新的时间。下一次浏览器请求资源时就发送if-modified-since字段。服务器用本地Last-modified时间与if-modified-since时间比较，如果不一致则认为缓存已过期并返回新资源给浏览器；如果时间一致则发送304状态码，让浏览器继续使用缓存。

　　Etag：资源的实体标识（哈希字符串），当资源内容更新时，Etag会改变。服务器会判断Etag是否发生变化，如果变化则返回新资源，否则返回304。

　　

　　三、DNS域名解析

　　我们知道在地址栏输入的域名并不是最后资源所在的真实位置，域名只是与IP地址的一个映射。网络服务器的IP地址那么多，我们不可能去记一串串的数字，因此域名就产生了，域名解析的过程实际是将域名还原为IP地址的过程。

　　首先浏览器先检查本地hosts文件是否有这个网址映射关系，如果有就调用这个IP地址映射，完成域名解析。

　　如果没找到则会查找本地DNS解析器缓存，如果查找到则返回。

　　如果还是没有找到则会查找本地DNS服务器，如果查找到则返回。

　　最后迭代查询，按根域服务器 ->顶级域,.cn->第二层域，hb.cn ->子域，www.hb.cn的顺序找到IP地址。

　　

　　递归查询，按上一级DNS服务器->上上级->....逐级向上查询找到IP地址。

　　

　　四、TCP连接

　　在通过第一步的DNS域名解析后，获取到了服务器的IP地址，在获取到IP地址后，便会开始建立一次连接，这是由TCP协议完成的，主要通过三次握手进行连接。

　　第一次握手： 建立连接时，客户端发送syn包（syn=j）到服务器，并进入SYN_SENT状态，等待服务器确认； 

　　第二次握手： 服务器收到syn包，必须确认客户的SYN（ack=j+1），同时自己也发送一个SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态；

　　第三次握手： 客户端收到服务器的SYN+ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=k+1），此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED（TCP连接成功）状态，完成三次握手。

 

　　完成三次握手，客户端与服务器开始传送数据。

　　

　　五、浏览器向服务器发送HTTP请求

　　完整的HTTP请求包含请求起始行、请求头部、请求主体三部分。

　　

　　六、浏览器接收响应

　　服务器在收到浏览器发送的HTTP请求之后，会将收到的HTTP报文封装成HTTP的Request对象，并通过不同的Web服务器进行处理，处理完的结果以HTTP的Response对象返回，主要包括状态码，响应头，响应报文三个部分。

　　状态码主要包括以下部分

　　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。

　　响应头主要由Cache-Control、 Connection、Date、Pragma等组成。

　　响应体为服务器返回给浏览器的信息，主要由HTML，css，js，图片文件组成。

　　七、页面渲染

 

浏览器内核拿到内容后，渲染步骤大致可以分为以下几步：

        解析HTML，构建DOM树
        解析CSS，生成CSS规则树
        合并DOM树和CSS规则树，生成render树
        布局render树（layout/reflow），负责各元素尺寸、位置的计算
        绘制render树（paint），绘制页面像素信息
        浏览器会将各层的信息发送给GUI，GUI会将各层合成（composite），显示在屏幕上。

如下图：

遇到CSS样式资源（特点）：

            CSS下载时异步，不会阻塞浏览器构建DOM树
            但是会阻塞渲染，也就是在构建render树时，会等到css下载解析完毕后才进行（这点与浏览器优化有关，防止css规则不           断改变，避免了重复的构建）。有例外，media query声明的CSS是不会阻塞渲染的。

遇到JS脚本资源（特点）：

            阻塞浏览器的解析，也就是说发现一个外链脚本时，需等待脚本下载完成并执行后才会继续解析html；
            浏览器的优化，在脚本阻塞时，也会继续下载其他资源（当然有并发上限），但是虽然脚本可以并行下载，解析过程仍然是阻塞的，也就是说必须这个脚本执行完毕后才会接下来的解析，并行下载只是一种优化而已。
            defer（延迟执行）与async（异步执行），普通的脚本是会阻塞浏览器解析的，但是可以加上defer和async属性，这样脚本就变成异步了，可以等到解析完成后再执行。
    遇到img图片类资源：

遇到图片等资源时，直接就是异步下载，不会阻塞解析，下载完毕后直接用图片替换原有src的地方。

　　如果说响应的内容是HTML文档的话，就需要浏览器进行解析渲染呈现给用户。整个过程涉及两个方面：解析和渲染。在渲染页面之前，需要构建DOM树和CSSOM树。

　　

　　在浏览器还没接收到完整的 HTML 文件时，它就开始渲染页面了，在遇到外部链入的脚本标签或样式标签或图片时，会再次发送 HTTP 请求重复上述的步骤。在收到 CSS 文件后会对已经渲染的页面重新渲染，加入它们应有的样式，图片文件加载完立刻显示在相应位置。在这一过程中可能会触发页面的重绘或重排。这里就涉及了两个重要概念：Reflow和Repaint。

　　Reflow，也称作Layout，中文叫回流，一般意味着元素的内容、结构、位置或尺寸发生了变化，需要重新计算样式和渲染树，这个过程称为Reflow。

　　Repaint，中文重绘，意味着元素发生的改变只是影响了元素的一些外观之类的时候（例如，背景色，边框颜色，文字颜色等），此时只需要应用新样式绘制这个元素就OK了，这个过程称为Repaint。

　　所以说Reflow的成本比Repaint的成本高得多的多。DOM树里的每个结点都会有reflow方法，一个结点的reflow很有可能导致子结点，甚至父点以及同级结点的reflow。

　　下面这些动作有很大可能会是成本比较高的：

• 增加、删除、修改DOM结点时，会导致Reflow或Repaint

• 移动DOM的位置，或是搞个动画的时候

• 内容发生变化

• 修改CSS样式的时候

• Resize窗口的时候（移动端没有这个问题），或是滚动的时候

• 修改网页的默认字体时

　　基本上来说，reflow有如下的几个原因：

• Initial，网页初始化的时候

• Incremental，一些js在操作DOM树时

• Resize，其些元件的尺寸变了

• StyleChange，如果CSS的属性发生变化了

• Dirty，几个Incremental的reflow发生在同一个frame的子树上

　　八、关闭TCP连接或继续保持连接

　　通过四次挥手关闭连接(FIN ACK, ACK, FIN ACK, ACK)。

　　

　　第一次挥手是浏览器发完数据后，发送FIN请求断开连接。

　　第二次挥手是服务器发送ACK表示同意，如果在这一次服务器也发送FIN请求断开连接似乎也没有不妥，但考虑到服务器可能还有数据要发送，所以服务器发送FIN应该放在第三次挥手中。

　　这样浏览器需要返回ACK表示同意，也就是第四次挥手。