从浏览器地址栏输入url到显示页面的步骤（前端面试）

从浏览器地址栏输入url到显示页面的步骤

最近在看面试题，发现了一道非常经典且高频的题目，它是每个程序员都应该熟知的原理。

基础版本（面试笔试）

• 浏览器根据请求的 URL 交给 DNS 进行域名解析，找到真实 IP 地址，向服务器发起请求；
• 服务器交给后台处理完成后返回数据，浏览器接收文件（HTML、CSS、JS、images等）；
• 浏览器对加载到的资源（HTML、CSS、JS、images等）进行语法解析，建立相应的内部数据结构（如HTML的DOM）；
• 载入解析到的资源文件，渲染页面，完成。

详细版本

1. 在浏览器地址栏输入URL

2. 浏览器查看*缓存**，如果请求资源在缓存中并且新鲜，跳转到转码步骤

   1. 如果资源未缓存，发起新请求；

   2. 如果已缓存，检验是否足够新鲜，足够新鲜直接提供给客户端，否则与服务器进行验证；

   3. 检验新鲜通常有两个HTTP头进行控制Expires和Cache-Control：

      • HTTP1.0 提供Expires，值为一个绝对时间表示缓存新鲜日期
      • HTTP1.1 增加了Cache-Control:max-age=，值为以秒为单位的最大新鲜时间

3. 浏览器解析URL获取协议，主机、端口、path

4. 浏览器组装一个HTTP（GET）请求报文

5. 浏览器获取主机IP地址，过程如下：

   1. 浏览器缓存
   2. 本机缓存
   3. hosts文件
   4. 路由器缓存
   5. ISP DNS 缓存
   6. DNS 递归查询（可能存在负载均衡导致每次IP不一样）

6. 打开一个socket与目标IP地址，端口建立TCP链接，三次握手如下：

   1. 客户端发送一个TCP的SYN=1,Seq=X 的包到服务器端口
   2. 服务器发回SYN=1,ACK=X+1,Seq=Y 的响应包
   3. 客户端发送 ACK=Y+1,Seq=Z

7. TCP链接建立后发送HTTP请求

8. 服务器接受请求并解析，将请求转发到服务程序，如虚拟主机使用HTTP Host 头部判断请求的服务器程序

9. 服务器检查HTTP请求头是否包含缓存验证信息，如果验证缓存新鲜，返回304等对应状态码

10. 处理程序读取完整请求并准备HTTP响应，可能需要查询数据库等操作

11. 服务器将响应报文通过TCP连接发送回浏览器

12. 浏览器接收HTTP响应，然后根据情况选择关闭TCP连接或者保留重用，关闭TCP连接的四次握手如下：

    1. 主动方发送Fin=1,Ack=Z,Seq=X报文
    2. 被动方发送Ack=X+1,Seq=Z报文
    3. 被动方发送Fin=1,Ack=X,Seq=Y报文
    4. 主动方发送Ack=Y,Seq=X报文

13. 浏览器检查响应状态码：是否为 1xx，3xx，4xx，5xx，这些情况处理与2xx不同

14. 如果资源可缓存，进行缓存

15. 对响应进行解码（比如gzip压缩）

16. 根据资源类型决定如何处理（假设资源为HTML文档）

17. 解析HTML文档，构建DOM树，下载资源，构造CSSOM树，执行js脚本，这些操作没有严格的先后顺序，以下分别解释：

18. 构建DOM树：

    1. Tokenizing：根据HTML规范将字符流解析为标记
    2. Lexing：词法分析将标记转换为对象并定义属性和规则
    3. DOM construction：根据HTML标记关系将对象组成DOM树

19. 解析过程中遇到图片、样式表、js文件，启动下载

20. 构建CSSOM树

    1. Tokenizing：字符流转换为标记流
    2. Node：根据标记创建节点
    3. CSSOM：节点创建CSSOM树

21. 根据DOM树和CSSOM树构建渲染树

    1. 从DOM树的根节点遍历所有可见节点，不可见节点包括：
       1)script,meta这样本身不可见的标签。2)被CSS隐藏的节点，如display: none
    2. 对每一个可见节点，找到恰当的CSSOM规则并应用
    3. 发布可视节点的内容和计算样式

22. js解析

    1. 浏览器创建Document对象并解析HTML，将解析到的元素和文本节点添加到文档中，此时document.readystate为loading
    2. HTML解析器遇到没有async和defer的script时，将他们添加到文档中，然后执行行内或外部脚本。这些脚本会同步执行，并且在脚本下载和执行时解析器会暂停。这样就可以用document.write()把文本插入到输入流中。同步脚本经常简单定义函数和注册事件处理程序，他们可以遍历和操作script和他们之前的文档内容
    3. 当解析器遇到设置了async属性的script时，开始下载脚本并继续解析文档。脚本会在它下载完成后尽快执行，但是解析器不会停下来等它下载。异步脚本禁止使用document.write()，它们可以访问自己script和之前的文档元素
    4. 当文档完成解析，document.readState变成interactive
    5. 所有defer脚本会按照在文档出现的顺序执行，延迟脚本能访问完整文档树，禁止使用document.write()
    6. 浏览器在Document对象上触发DOMContentLoaded事件
    7. 此时文档完全解析完成，浏览器可能还在等待如图片等内容加载，等这些内容完成载入并且所有异步脚本完成载入和执行，document.readState变为complete，window触发load事件

23. 显示页面（HTML解析过程中会逐步显示页面）

详细简版

1. 从浏览器接收URL到开启网络请求线程（这一部分可以展开浏览器的机制以及进程与线程之间的关系）
2. 开启网络线程到发出一个完整的HTTP请求（这一部分涉及到DNS查询，TCP/IP请求，五层因特网协议栈等知识）
3. 从服务器接收到请求到对应后台接收到请求（这一部分可能涉及到负载均衡，安全拦截以及后台内部的处理等等）
4. 后台和前台的HTTP交互（这一部分包括HTTP头部、响应码、报文结构、cookie等知识，可以提下静态资源的cookie优化，以及编码解码，如gzip压缩等）
5. 单独拎出来的缓存问题，HTTP的缓存（这部分包括HTTP缓存头部，ETag，catch-control等）
6. 浏览器接收到HTTP数据包后的解析流程（解析HTML-词法分析然后解析成DOM树、解析CSS生成CSS规则树、合并成render树，然后layout、painting渲染、复合图层的合成、GPU绘制、外链资源的处理、loaded和DOMContentLoaded等）
7. CSS的可视化格式模型（元素的渲染规则，如包含块，控制框，BFC，IFC等概念）
8. JS引擎解析过程（JS的解释阶段，预处理阶段，执行阶段生成执行上下文，VO，作用域链、回收机制等等）
9. 其它（可以拓展不同的知识模块，如跨域，web安全，hybrid模式等等内容）

各位加油！面试成功！

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