從輸入 URL 到瀏覽器渲染完成

2022-06-16 23:33:09 字數 4347 閱讀 9014

首先,判斷是不是https的,如果是,則https其實是http + ssl / tls 兩部分組成,也就是在http上又加了一層處理加密資訊的模組。服務端和客戶端的資訊傳輸都會通過tls進行加密,所以傳輸的資料都是加密後的資料。

進行三次握手,建立tcp連線。

第一次握手:建立連線。客戶端傳送連線請求報文段,將syn位置為1,sequence number為x;然後,客戶端進入syn_send狀態,等待伺服器的確認;

第二次握手:伺服器收到syn報文段。伺服器收到客戶端的syn報文段,需要對這個syn報文段進行確認,設定acknowledgment number為x+1(sequence number+1);同時,自己還要傳送syn請求資訊,將syn位置為1,sequence number為y;伺服器端將上述所有資訊放到乙個報文段(即syn+ack報文段)中,一併傳送給客戶端,此時伺服器進入syn_recv狀態;

第三次握手:客戶端收到伺服器的syn+ack報文段。然後將acknowledgment number設定為y+1,向伺服器傳送ack報文段,這個報文段傳送完畢以後,客戶端和伺服器端都進入established狀態,完成tcp三次握手。

ssl握手過程

第一階段 建立安全能力 包括協議版本 會話id 密碼構件 壓縮方法和初始隨機數

第二階段 伺服器傳送證書 金鑰交換資料和證書請求,最後傳送請求-相應階段的結束訊號

第三階段 如果有證書請求客戶端傳送此證書 之後客戶端傳送金鑰交換資料 也可以傳送證書驗證訊息

第四階段 變更密碼構件和結束握手協議

ack:此標誌表示應答域有效,就是說前面所說的tcp應答號將會包含在tcp資料報中;有兩個取值:0和1,為1的時候表示應答域有效,反之為0。tcp協議規定,只有ack=1時有效,也規定連線建立後所有傳送的報文的ack必須為1。

syn(synchronization):在連線建立時用來同步序號。當syn=1而ack=0時,表明這是乙個連線請求報文。對方若同意建立連線,則應在響應報文中使syn=1和ack=1. 因此, syn置1就表示這是乙個連線請求或連線接受報文。

fin(finis)即完,終結的意思, 用來釋放乙個連線。當 fin = 1 時,表明此報文段的傳送方的資料已經傳送完畢,並要求釋放連線。

tcp連線建立後,瀏覽器就可以利用http/https協議向伺服器傳送請求了。伺服器接受到請求,就解析請求頭,如果頭部有快取相關資訊如if-none-match與if-modified-since,則驗證快取是否有效,若有效則返回狀態碼為304,若無效則重新返回資源,狀態碼為200.

這裡有發生的乙個過程是http快取,是乙個常考的考點,大致過程如圖:

tcp連線建立後,瀏覽器就可以利用http/https協議向伺服器傳送請求了。伺服器接受到請求,就解析請求頭,如果頭部有快取相關資訊如if-none-match與if-modified-since,則驗證快取是否有效,若有效則返回狀態碼為304,若無效則重新返回資源,狀態碼為200.

這裡有發生的乙個過程是http快取,是乙個常考的考點,大致過程如圖:

第一次分手:主機1(可以使客戶端,也可以是伺服器端),設定sequence number和acknowledgment number,向主機2傳送乙個fin報文段;此時,主機1進入fin_wait_1狀態;這表示主機1沒有資料要傳送給主機2了;

第二次分手:主機2收到了主機1傳送的fin報文段,向主機1回乙個ack報文段,acknowledgment number為sequence number加1;主機1進入fin_wait_2狀態;主機2告訴主機1,我"同意"你的關閉請求;

第三次分手:主機2向主機1傳送fin報文段,請求關閉連線,同時主機2進入last_ack狀態;

第四次分手:主機1收到主機2傳送的fin報文段,向主機2傳送ack報文段,然後主機1進入time_wait狀態;主機2收到主機1的ack報文段以後,就關閉連線;此時,主機1等待2msl後依然沒有收到回覆,則證明server端已正常關閉,那好,主機1也可以關閉連線了。

按照渲染的時間順序,流水線可分為如下幾個子階段:構建 dom 樹、樣式計算、布局階段、分層、柵格化和顯示。如圖:

渲染程序將 html 內容轉換為能夠讀懂dom 樹結構。

渲染引擎將 css 樣式表轉化為瀏覽器可以理解的stylesheets,計算出 dom 節點的樣式。

建立布局樹,並計算元素的布局資訊。

對布局樹進行分層,並生成分層樹。

為每個圖層生成繪製列表,並將其提交到合成執行緒。合成執行緒將圖層分圖塊,並柵格化將圖塊轉換成位圖。

合成執行緒傳送繪製圖塊命令給瀏覽器程序。瀏覽器程序根據指令生成頁面,並顯示到顯示器上。

構建 dom 樹

瀏覽器從網路或硬碟中獲得html位元組資料後會經過乙個流程將位元組解析為dom樹,先將html的原始位元組資料轉換為檔案指定編碼的字元,然後瀏覽器會根據html規範來將字串轉換成各種令牌標籤,如html、body等。最終解析成乙個樹狀的物件模型,就是dom樹。

具體步驟:

轉碼(bytes -> characters)—— 讀取接收到的 html 二進位制資料,按指定編碼格式將位元組轉換為 html 字串

tokens 化(characters -> tokens)—— 解析 html,將 html 字串轉換為結構清晰的 tokens,每個 token 都有特殊的含義同時有自己的一套規則

構建 nodes(tokens -> nodes)—— 每個 node 都新增特定的屬性(或屬性訪問器),通過指標能夠確定 node 的父、子、兄弟關係和所屬 treescope(例如:iframe 的 treescope 與外層頁面的 treescope 不同)

構建 dom 樹(nodes -> dom tree)—— 最重要的工作是建立起每個結點的父子兄弟關係

樣式計算

渲染引擎將 css 樣式表轉化為瀏覽器可以理解的 stylesheets,計算出 dom 節點的樣式。

css 樣式**主要有 3 種,分別是通過 link 引用的外部 css 檔案、style標籤內的 css、元素的 style 屬性內嵌的 css。,其樣式計算過程主要為:

css 文字中有很多屬性值,如 2em、blue、bold,這些型別數值不容易被渲染引擎理解,所以需要將所有值轉換為渲染引擎容易理解的、標準化的計算值,這個過程就是屬性值標準化。處理完成後再處理樣式的繼承和層疊,有些文章將這個過程稱為cssom的構建過程。

頁面布局

布局過程,即排除 script、meta 等功能化、非視覺節點,排除 display: none 的節點,計算元素的位置資訊,確定元素的位置,構建一棵只包含可見元素布局樹。如圖:

其中,這個過程需要注意的是回流和重繪,關於回流和重繪,詳細的可以看我另一篇文章《瀏覽器相關原理(面試題)詳細總結二》,這裡就不說了~

生成分層樹

頁面中有很多複雜的效果,如一些複雜的 3d 變換、頁面滾動,或者使用 z-indexing 做 z 軸排序等,為了更加方便地實現這些效果,渲染引擎還需要為特定的節點生成專用的圖層,並生成一棵對應的圖層樹(layertree),如圖:

如果你熟悉 ps,相信你會很容易理解圖層的概念,正是這些圖層疊加在一起構成了最終的頁面影象。在瀏覽器中,你可以開啟 chrome 的"開發者工具",選擇"layers"標籤。渲染引擎給頁面分了很多圖層,這些圖層按照一定順序疊加在一起,就形成了最終的頁面。

柵格化合成執行緒會按照視口附近的圖塊來優先生成位圖,實際生成點陣圖的操作是由柵格化來執行的。所謂柵格化,是指將圖塊轉換為位圖。如圖:

通常乙個頁面可能很大,但是使用者只能看到其中的一部分,我們把使用者可以看到的這個部分叫做視口(viewport)。在有些情況下,有的圖層可以很大,比如有的頁面你使用滾動條要滾動好久才能滾動到底部,但是通過視口,使用者只能看到頁面的很小一部分,所以在這種情況下,要繪製出所有圖層內容的話,就會產生太大的開銷,而且也沒有必要。

顯示最後,合成執行緒傳送繪製圖塊命令給瀏覽器程序。瀏覽器程序根據指令生成頁面,並顯示到顯示器上,渲染過程完成。

**前端q

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