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web 页面的关键渲染路径

# web 页面的关键渲染路径

总体来说有几个过程：

  • DNS 解析：将域名解析成 IP 地址
  • TCP 链接：三次握手
  • 发送 HTTP 请求
  • 服务端处理请求并返回 HTTP 报文
  • 浏览器解析并渲染页面
  • 断开连接：四次挥手

# 一、DNS 解析

在浏览器输入网址后，首先要经过域名解析，因为浏览器并不能直接通过域名找到对应的服务器，而是要通过 IP 地址 DNS 是一个网络服务器

# 1.1 IP 地址

IP 地址是指互联网协议地址，是 IP Address 的缩写

域名就相当于 IP 地址乔装打扮的伪装者，带着一副面具。它的作用就是便于记忆和沟通的一组服务器的地址。

# 1.2 域名解析

DNS 协议提供通过域名查找 IP 地址，或逆向从 IP 地址反查域名的服务。

DNS 是一个网络服务器，我们的域名解析简单来说就是在 DNS 上记录一条信息记录。

# dns 过程

  1. 浏览器检查自身有没有解析过这个域名 对应的 IP 地址
  2. 没有命中，检查操作系统 有没有已解析的
  3. 也没有命中，请求 本地域名服务器 来解析，一般在你城市的某个角落
  4. 如果还没有命中，直接到 root server 域名服务器请求解析
  5. 根域名返回给 本地 dns 一个 所查询域 的主域名服务器地址
  6. 本地 dns 请求 上一步的 主域名服务器
  7. 主域名服务器返回 name server (网站注册的域名服务器)
  8. name server 根据映射关系找到 IP ，返回给本地 dns
  9. 本地域名服务器缓存这个 域名 和 IP
  10. 本地域名服务器 把结果返回给用户，增加到本地缓存

# 1.3 浏览器如何通过域名去查询 URL 对应的 IP

  • 浏览器缓存
  • 操作系统缓存
  • 路由缓存
  • ISP 的 DNS 服务器
  • 根服务器：ISP 的 DNS 服务器还找不到的话，它就会向根服务器发出请求，进行递归查询

# 1.4 解析过程

  1. 浏览器通过向 DNS 服务器发送域名，DNS 服务器查询到与域名相对应的 IP 地址，然后返回给浏览器，
  2. 浏览器再将 IP 地址打在协议上，同时请求参数也会在协议搭载，然后一并发送给对应的服务器

# 二、 TCP 三次握手

客户端发送数据之前会发起 TCP 三次握手

以同步客户端和服务端的序列号和确认号，并交换 TCP 窗口大小信息。

# 2.1 握手过程

  1. 客户端：发送一个带 SYN=1，Seq=X 的数据包到服务器端口
  2. 服务器：发回一个带 SYN=1， ACK=X+1， Seq=Y 的响应包以示传达确认信息
  3. 客户端：再回传一个带 ACK=Y+1， Seq=Z 的数据包，代表“握手结束”

# 2.2 为啥需要三次握手

为了防止已失效的连接请求报文段突然又传送到了服务端，因而产生错误

# 三、发送 HTTP 请求

TCP 三次握手结束后，开始发送 HTTP 请求报文

请求报文由请求行、请求头、请求体三个部分组成

# 3.1 请求行

请求行包含请求方法、URL、协议版本

  • 请求方法包含 8 种：GET、POST、PUT、DELETE、PATCH、HEAD、OPTIONS、TRACE。
  • URL 即请求地址，由 <协议>：//<主机>：<端口>/<路径>?<参数> 组成
  • 协议版本即 http 版本号

# 3.2 请求头

请求头包含请求的附加信息，由关键字/值对组成，每行一对，关键字和值用英文冒号“:”分隔

请求头部通知服务器有关于客户端请求的信息。它包含许多有关的客户端环境和请求正文的有用信息。其中比如：Host，表示主机名，虚拟主机；

# 3.3 请求体

请求体，可以承载多个请求参数的数据，包含回车符、换行符和请求数据，并不是所有请求都具有请求数据

# 四、 服务器处理请求并返回 HTTP 报文

# 4.1 MVC 模式

MVC 是一个设计模式，将应用程序分成三个核心部件:

  1. 视图（view）：它是提供给用户的操作界面，是程序的外壳。
  2. 模型（model）：模型主要负责数据交互；
  3. 控制器（controller）：它负责根据用户从"视图层"输入的指令，选取"模型层"中的数据，然后对其进行相应的操作，产生最终结果

# 4.2 后台处理阶段

  1. 首先浏览器发送过来的请求先经过控制器，控制器进行逻辑处理和请求分发，
  2. 接着会调用模型，这一阶段模型会获取 redis db 以及 MySQL 的数据，获取数据后将渲染好的页面，响应信息会以响应报文的形式返回给客户端，
  3. 最后浏览器通过渲染引擎将网页呈现在用户面前。

# 4.3 响应报文

响应报文由响应行（request line）、响应头部（header）、响应主体三个部分组成。

# 1. 响应行

包含：协议版本，状态码，状态码描述

状态码规则如下：
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。
1
2
3
4
5
6

# 2. 响应头部

包含响应报文的附加信息，由 名/值 对组成

# 3. 响应主体

包含回车符、换行符和响应返回数据，并不是所有响应报文都有响应数据

# 五、浏览器解析渲染页面

浏览器拿到响应文本 HTML 后，接下来介绍下浏览器渲染机制

浏览器解析渲染页面分为一下五个步骤：

  1. 根据 HTML 解析出 DOM 树
  2. 根据 CSS 解析生成 CSS 规则树
  3. 结合 DOM 树和 CSS 规则树，生成渲染树
  4. 根据渲染树计算每一个节点的信息
  5. 根据计算好的信息绘制页面

# 5.1 根据 HTML 解析 DOM 树

  • 根据 HTML 的内容，将标签按照结构解析成为 DOM 树，DOM 树解析的过程是一个深度优先遍历。即先构建当前节点的所有子节点，再构建下一个兄弟节点
  • 在读取 HTML 文档，构建 DOM 树的过程中，若遇到 script 标签，则 DOM 树的构建会暂停，直至脚本执行完毕。

# 5.2 根据 CSS 解析生成 CSS 规则树

  • 解析 CSS 规则树时 js 执行将暂停，直至 CSS 规则树就绪
  • 浏览器在 CSS 规则树生成之前不会进行渲染

# 5.3 render 树:结合 DOM 树和 CSS 规则树，生成渲染树

  • DOM 树和 CSS 规则树全部准备好了以后，浏览器才会开始构建渲染树
  • 精简 CSS 并可以加快 CSS 规则树的构建，从而加快页面相应速度

# 5.4 布局：根据渲染树计算每一个节点的信息

  • 布局：通过渲染树中渲染对象的信息，计算出每一个渲染对象的位置和尺寸
  • 回流：在布局完成后，发现了某个部分发生了变化影响了布局，那就需要倒回去重新渲染

# 5.5 绘制：根据计算好的信息绘制页面

  • 绘制阶段，系统会遍历呈现树，并调用呈现器的“paint”方法，将呈现器的内容显示在屏幕上
  • 重绘：某个元素的背景颜色，文字颜色等，不影响元素周围或内部布局的属性，将只会引起浏览器的重绘
  • 回流：某个元素的尺寸发生了变化，则需重新计算渲染树，重新渲染

# 六、 断开连接

当数据传送完毕，需要断开 tcp 连接，此时发起 tcp 四次挥手。

  1. 客户端：向服务器发送报文，Fin、Ack、Seq，表示已经没有数据传输了。(第一次挥手：由浏览器发起的，发送给服务器，我请求报文发送完了，你准备关闭吧)
  2. 服务端：向客户端发送报文，Ack、Seq，表示同意关闭请求，进入 FIN_WAIT_2 状态(第二次挥手：由服务器发起的，告诉浏览器，我请求报文接受完了，我准备关闭了，你也准备吧)
  3. 服务器发起：向客户端发送报文段，Fin、Ack、Seq，请求关闭连接。并进入 LAST_ACK 状态(第三次挥手：由服务器发起，告诉浏览器，我响应报文发送完了，你准备关闭吧)
  4. 客户端：向服务端发送报文段，Ack、Seq。然后进入等待 TIME_WAIT 状态。被动方收到发起方的报文段以后关闭连接。发起方等待一定时间未收到回复，则正常关闭。(第四次挥手：由浏览器发起，告诉服务器，我响应报文接受完了，我准备关闭了，你也准备吧)
最后更新时间: 3/12/2021, 10:56:24 AM