從URL輸入到頁面展現到底發生什麼?

前言

打開瀏覽器從輸入網址到網頁呈現在大家面前,背後到底發生了什麼?經歷怎麼樣的一個過程?這是本文要探討的問題!

一、URL到底是啥

URL(Uniform Resource Locator),統一資源定位符,用於定位互聯網上資源,俗稱網址。
比如 http://www.w3school.com.cn/html/index.asp,遵守以下的語法規則:
scheme://host.domain:port/path/filename
解釋:
scheme - 定義因特網服務的類型。常見的協議有http、https、ftp、file,其中最常見的類型是 http,而https則是進行加密的網絡傳輸。
host - 定義域主機(http 的默認主機是 www)
domain - 定義因特網域名,比如 w3school.com.cn
:port - 定義主機上的端口號(http 的默認端口號是 80)
path - 定義服務器上的路徑(如果省略,則文檔必須位於網站的根目錄中)。
filename - 定義文檔/資源的名稱

二、域名解析(DNS)

在瀏覽器輸入網址後,首先要經過域名解析,因爲瀏覽器並不能識別域名,需要通過域名直接找到相應的IP地址,大家這裏或許會有個疑問----爲啥要設置域名?怎麼不一開始就給個IP地址?這樣可以省去解析麻煩。
我們先來了解下什麼是IP地址
IP地址是指互聯網協議地址,是IP Address的縮寫。IP地址是IP協議提供的一種統一的地址格式,它爲互聯網上的每一個網絡和每一臺主機分配一個邏輯地址,以此來屏蔽物理地址的差異。IP地址是一個32位的二進制數,比如127.0.0.1爲本機IP;如果每個網址都是一串數字,那就不便於記憶!
域名就相當於IP地址喬裝打扮的僞裝者,帶着一副面具。它的作用就是便於記憶和溝通的一組服務器的地址。但這樣有時候會帶來一種風險----DNS劫持,就是使域名對應的不再是原本對應的IP,其效果就是對特定的網絡不能訪問或訪問的是假網址,又難於被用戶發覺,曾導致巴西最大銀行巴西銀行近1%客戶受到攻擊而導致賬戶被盜。

域名解析流程

瀏覽器緩存:如果在之前對該url指定的主機進行過訪問,瀏覽器會緩存該主機的IP一段時間(該時間瀏覽器指定),然後通過該IP地址找到對應主機;
系統緩存:若瀏覽器中無該緩存,那麼就到系統緩存中進行查詢,瀏覽器會進行系統調用,查詢緩存;
路由器緩存:如果系統緩存中也沒有,那麼就到路由器緩存中進行查詢;
ISP DNS 緩存:如果路由器緩存依舊未命中,那麼就到ISP DNS中查詢,一般的域名都能在這裏查詢得到;
遞歸搜索:如果以上都沒有查詢到,那麼就會到頂級域名服務器的根服務器中進行遞歸查詢,只要該域名存在就肯定能找得到。
通過域名解析查找到對應的IP地址之後,通過IP地址查找到對應的服務器,瀏覽器將用戶發起的http請求發送給服務器。下一步就到了服務器處理階段的工作。

三、服務器處理響應請求

服務器

服務器是網絡環境中的高性能計算機,它偵聽網絡上的其他計算機(客戶機)提交的服務請求,並提供相應的服務,比如網頁服務、文件下載服務、郵件服務、視頻服務。而客戶端主要的功能是瀏覽網頁、看視頻、聽音樂等等,兩者截然不同。 每臺服務器上都會安裝處理請求的應用——web server。常見的web server產品有apache、nginx、IIS或Lighttpd等。
web server 擔任管控的角色,對於不同用戶發送的請求,會結合配置文件,把不同請求委託給服務器上處理相應請求的程序進行處理(例如CGI腳本,JSP腳本,servlets,ASP腳本,服務器端JavaScript,或者一些其它的服務器端技術等),然後返回後臺程序處理產生的結果作爲響應。

服務器和客戶端區別.png
服務器和客戶端區別.png

四、網站處理階段

網站處理,就是實際後臺處理的工作。後臺開發現在有很多框架,但大部分都還是按照MVC設計模式進行搭建的。
MVC是一個設計模式,將應用程序分成三個核心部件:模型(model)-- 視圖(view)--控制器(controller),它們各自處理自己的任務,實現輸入、處理和輸出的分離。

1、視圖(view)

視圖是用戶看到並與之交互的界面。

2、模型(model)

模型表示企業數據和業務規則。在MVC的三個部件中,模型擁有最多的處理任務。一個模型能爲多個視圖提供數據。

3、控制器(controller)

MVC.png
MVC.png

控制器接受用戶的輸入並調用模型和視圖去完成用戶的需求。控制器屬於管理者角色,從視圖接收請求並決定調用哪個模型構件去處理請求,然後再確定用哪個視圖來顯示模型處理返回的數據。
總結而言,首先控制器接收用戶的請求,並決定應該調用哪個模型來進行處理,然後模型用業務邏輯來處理用戶的請求並返回數據,最後控制器用相應的視圖格式化模型返回HTML字符串給瀏覽器,瀏覽器呈現網頁給用戶。因此,下一步就來到瀏覽器處理階段。

五、瀏覽器的處理

瀏覽器拿到響應文本HTML後,以chrome瀏覽器爲例,介紹下瀏覽器渲染機制

chrome瀏覽器渲染機制

處理 HTML 標記並構建 DOM 樹。
處理 CSS 標記並構建 CSSOM 樹。
將 DOM 與 CSSOM 合併成一個渲染樹(render 樹)。
根據渲染樹來佈局,以計算每個節點(也就是每個Element)的幾何位置,這又叫layout和reflow過程。
最後通過調用操作系統Native GUI的API繪製,將各個節點繪製到屏幕上。
於是就來到了繪製網頁的最後階段。

六、繪製網頁

瀏覽器根據html和css計算得到渲染樹之後,將渲染好的頁面圖像顯示出來,即繪製網頁,並開始響應用戶的操作。。

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