從瀏覽器地址欄輸入url到顯示頁面的步驟（前端面試）

從瀏覽器地址欄輸入url到顯示頁面的步驟

最近在看面試題，發現了一道非常經典且高頻的題目，它是每個程序員都應該熟知的原理。

基礎版本（面試筆試）

• 瀏覽器根據請求的 URL 交給 DNS 進行域名解析，找到真實 IP 地址，向服務器發起請求；
• 服務器交給后台處理完成后返回數據，瀏覽器接收文件（HTML、CSS、JS、images等）；
• 瀏覽器對加載到的資源（HTML、CSS、JS、images等）進行語法解析，建立相應的內部數據結構（如HTML的DOM）；
• 載入解析到的資源文件，渲染頁面，完成。

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詳細版本

1. 在瀏覽器地址欄輸入URL

2. 瀏覽器查看*緩存**，如果請求資源在緩存中並且新鮮，跳轉到轉碼步驟

   1. 如果資源未緩存，發起新請求；

   2. 如果已緩存，檢驗是否足夠新鮮，足夠新鮮直接提供給客戶端，否則與服務器進行驗證；

   3. 檢驗新鮮通常有兩個HTTP頭進行控制Expires和Cache-Control：

      • HTTP1.0 提供Expires，值為一個絕對時間表示緩存新鮮日期
      • HTTP1.1 增加了Cache-Control:max-age=，值為以秒為單位的最大新鮮時間

3. 瀏覽器解析URL獲取協議，主機、端口、path

4. 瀏覽器組裝一個HTTP（GET）請求報文

5. 瀏覽器獲取主機IP地址，過程如下：

   1. 瀏覽器緩存
   2. 本機緩存
   3. hosts文件
   4. 路由器緩存
   5. ISP DNS 緩存
   6. DNS 遞歸查詢（可能存在負載均衡導致每次IP不一樣）

6. 打開一個socket與目標IP地址，端口建立TCP鏈接，三次握手如下：

   1. 客戶端發送一個TCP的SYN=1,Seq=X 的包到服務器端口
   2. 服務器發回SYN=1,ACK=X+1,Seq=Y 的響應包
   3. 客戶端發送 ACK=Y+1,Seq=Z

7. TCP鏈接建立后發送HTTP請求

8. 服務器接受請求並解析，將請求轉發到服務程序，如虛擬主機使用HTTP Host 頭部判斷請求的服務器程序

9. 服務器檢查HTTP請求頭是否包含緩存驗證信息，如果驗證緩存新鮮，返回304等對應狀態碼

10. 處理程序讀取完整請求並准備HTTP響應，可能需要查詢數據庫等操作

11. 服務器將響應報文通過TCP連接發送回瀏覽器

12. 瀏覽器接收HTTP響應，然后根據情況選擇關閉TCP連接或者保留重用，關閉TCP連接的四次握手如下：

    1. 主動方發送Fin=1,Ack=Z,Seq=X報文
    2. 被動方發送Ack=X+1,Seq=Z報文
    3. 被動方發送Fin=1,Ack=X,Seq=Y報文
    4. 主動方發送Ack=Y,Seq=X報文

13. 瀏覽器檢查響應狀態碼：是否為 1xx，3xx，4xx，5xx，這些情況處理與2xx不同

14. 如果資源可緩存，進行緩存

15. 對響應進行解碼（比如gzip壓縮）

16. 根據資源類型決定如何處理（假設資源為HTML文檔）

17. 解析HTML文檔，構建DOM樹，下載資源，構造CSSOM樹，執行js腳本，這些操作沒有嚴格的先后順序，以下分別解釋：

18. 構建DOM樹：

    1. Tokenizing：根據HTML規范將字符流解析為標記
    2. Lexing：詞法分析將標記轉換為對象並定義屬性和規則
    3. DOM construction：根據HTML標記關系將對象組成DOM樹

19. 解析過程中遇到圖片、樣式表、js文件，啟動下載

20. 構建CSSOM樹

    1. Tokenizing：字符流轉換為標記流
    2. Node：根據標記創建節點
    3. CSSOM：節點創建CSSOM樹

21. 根據DOM樹和CSSOM樹構建渲染樹

    1. 從DOM樹的根節點遍歷所有可見節點，不可見節點包括：
       1)script,meta這樣本身不可見的標簽。2)被css隱藏的節點，如display: none
    2. 對每一個可見節點，找到恰當的CSSOM規則並應用
    3. 發布可視節點的內容和計算樣式

22. js解析

    1. 瀏覽器創建Document對象並解析HTML，將解析到的元素和文本節點添加到文檔中，此時document.readystate為loading
    2. HTML解析器遇到沒有async和defer的script時，將他們添加到文檔中，然后執行行內或外部腳本。這些腳本會同步執行，並且在腳本下載和執行時解析器會暫停。這樣就可以用document.write()把文本插入到輸入流中。同步腳本經常簡單定義函數和注冊事件處理程序，他們可以遍歷和操作script和他們之前的文檔內容
    3. 當解析器遇到設置了async屬性的script時，開始下載腳本並繼續解析文檔。腳本會在它下載完成后盡快執行，但是解析器不會停下來等它下載。異步腳本禁止使用document.write()，它們可以訪問自己script和之前的文檔元素
    4. 當文檔完成解析，document.readState變成interactive
    5. 所有defer腳本會按照在文檔出現的順序執行，延遲腳本能訪問完整文檔樹，禁止使用document.write()
    6. 瀏覽器在Document對象上觸發DOMContentLoaded事件
    7. 此時文檔完全解析完成，瀏覽器可能還在等待如圖片等內容加載，等這些內容完成載入並且所有異步腳本完成載入和執行，document.readState變為complete，window觸發load事件

23. 顯示頁面（HTML解析過程中會逐步顯示頁面）

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詳細簡版

1. 從瀏覽器接收url到開啟網絡請求線程（這一部分可以展開瀏覽器的機制以及進程與線程之間的關系）
2. 開啟網絡線程到發出一個完整的HTTP請求（這一部分涉及到dns查詢，TCP/IP請求，五層因特網協議棧等知識）
3. 從服務器接收到請求到對應后台接收到請求（這一部分可能涉及到負載均衡，安全攔截以及后台內部的處理等等）
4. 后台和前台的HTTP交互（這一部分包括HTTP頭部、響應碼、報文結構、cookie等知識，可以提下靜態資源的cookie優化，以及編碼解碼，如gzip壓縮等）
5. 單獨拎出來的緩存問題，HTTP的緩存（這部分包括http緩存頭部，ETag，catch-control等）
6. 瀏覽器接收到HTTP數據包后的解析流程（解析html-詞法分析然后解析成dom樹、解析css生成css規則樹、合並成render樹，然后layout、painting渲染、復合圖層的合成、GPU繪制、外鏈資源的處理、loaded和DOMContentLoaded等）
7. CSS的可視化格式模型（元素的渲染規則，如包含塊，控制框，BFC，IFC等概念）
8. JS引擎解析過程（JS的解釋階段，預處理階段，執行階段生成執行上下文，VO，作用域鏈、回收機制等等）
9. 其它（可以拓展不同的知識模塊，如跨域，web安全，hybrid模式等等內容）

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各位加油！面試成功！

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