浏览器输入URL发生了啥?
- 浏览器的地址栏输入URL并按下回车。
- 浏览器查找当前URL是否存在缓存,并比较缓存是否过期。
- DNS解析URL对应的IP。
- 根据IP建立TCP连接(三次握手)。
- HTTP发起请求。
- 服务器处理请求,浏览器接收HTTP响应。
- 渲染页面,构建DOM树。
- 关闭TCP连接(四次挥手)。
1. 浏览器应该具备什么功能?
- 网络:浏览器通过网络模块来下载各式各样的资源,例如HTML文本,JavaScript代码,CSS样式表,图片,音视频文件等。网络部分尤为重要,因为它耗时长,而且需要安全访问互联网上的资源
- 资源管理:从网络下载,或者本地获取到的资源需要有高效的机制来管理他们。例如如何避免重复下载,资源如何缓存等等
- 网页浏览:这是浏览器的核心也是最基本的功能,最重要的功能。这个功能决定了如何将资源转变为可视化的结果
- 多页面管理
- 插件与管理
- 账户和同步
- 安全机制
- 开发者工具
浏览器的主要功能总结起来就是一句话:将用户输入的url转变成可视化的图像。
2. 浏览器的内核
在浏览器中有一个最重要的模块,它主要的作用是把一切请求回来的资源变成可视化的图像,这个模块就是浏览器内核,通常他也被称为渲染引擎。
下面是浏览器内核的总结:
- IE:Trident
- Safari:WebKit。WebKit本身主要是由两个小引擎构成的,一个正是渲染引擎“WebCore”,另一个则是javascript解释引擎“JSCore”,它们均是从KDE的渲染引擎KHTML及javascript解释引擎KJS衍生而来。
- Chrome:Blink。在13年发布的Chrome 28.0.1469.0版本开始,Chrome放弃Chromium引擎转而使用最新的Blink引擎(基于WebKit2——苹果公司于2010年推出的新的WebKit引擎),Blink对比上一代的引擎精简了代码、改善了DOM框架,也提升了安全性。
- Opera:2013年2月宣布放弃Presto,采用Chromium引擎,又转为Blink引擎
- Firefox:Gecko
3. 进程和线程
- 进程:程序的一次执行,它占有一片独有的内存空间,是操作系统执行的基本单元
- 线程:是进程内的一个独立执行单元,是CPU调度的最小单元,程序运行的基本单元
- 一个进程中至少有一个运行的线程:主线程。它在进程启动后自动创建
- 一个进程可以同时运行多个线程,我们常说程序是多线程运行的,比如你使用听歌软件,这个软件就是一个进程,而你在这个软件里听歌,收藏歌,点赞评论,这就是一个进程里的多个线程操作
- 一个进程中的数据可以供其中的多个线程直接共享,但是进程与进程之间的数据时不能共享的
- JS引擎是单线程运行的
4. 浏览器渲染引擎的主要模块
- HTML解析器:解释HTML文档的解析器,主要作用是将HTML文本解释为DOM树
- CSS解析器:它的作用是为DOM中的各个元素对象计算出样式信息,为布局提供基础设施
- JavaScript引擎:JavaScript引擎能够解释JavaScript代码,并通过DOM接口和CSS接口来修改网页内容 和样式信息,从而改变渲染的结果
- 布局(layout):在DOM创建之后,WebKit需要将其中的元素对象同样式信息结合起来,计算他们的大小位置等布局信息,形成一个能表达着所有信息的内部表示模型
- 绘图模块(paint):使用图形库将布局计算后的各个网页的节点绘制成图像结果
5. 大致的渲染过程
第1题的第7点,渲染页面,构建DOM树,接下来说说大致的渲染过程
- 浏览器会从上到下解析文档
- 遇见HTML标记,调用HTML解析器解析为对应的token(一个token就是一个标签文本的序列化)并构建DOM树(就是一块内存,保存着tokens,建立他们之间的关系)
- 遇见style/link标记调用相应解析器处理CSS标记,并构建出CSS样式树
- 遇见script标记,调用JavaScript引擎处理script标记,绑定事件,修改DOM树/CSS树等
- 将DOM树与CSS合并成一个渲染树
- 根据渲染树来渲染,以计算每个节点的几何信息(这一过程需要依赖GPU)
- 最终将各个节点绘制在屏幕上
6. CSS阻塞情况以及优化
- style标签中的样式:由HTML解析器进行解析,不会阻塞浏览器渲染(可能会产生“闪屏现象”),不会阻塞DOM解析
- link引入的CSS样式:由CSS解析器进行解析,会阻塞浏览器渲染,会阻塞后面的js语句执行,不阻塞DOM的解析
- 优化:使用CDN节点进行外部资源加速,对CSS进行压缩,优化CSS代码(不要使用太多层选择器)
注意:看下图,HTML和CSS是并行解析的,所以CSS不会阻塞HTML解析,但是,会阻塞整体页面的渲染(因为最后要渲染必须CSS和HTML一起解析完并合成一处)
7. JS阻塞问题
- js会阻塞后续DOM的解析,原因是:浏览器不知道后续脚本的内容,如果先去解析了下面的DOM,而随后的js删除了后面所有的DOM,那么浏览器就做了无用功,浏览器无法预估脚本里面具体做了什么操作,例如像document.write这种操作,索性全部停住,等脚本执行完了,浏览器再继续向下解析DOM
- js会阻塞页面渲染,原因是:js中也可以给DOM设置样式,浏览器等该脚本执行完毕,渲染出一个最终结果,避免做无用功。
- js会阻塞后续js的执行,原因是维护依赖关系,例如:必须先引入jQuery再引入bootstrap
8. 资源加载阻塞
无论css阻塞,还是js阻塞,都不会阻塞浏览器加载外部资源(图片、视频、样式、脚本等) 原因:浏览器始终处于一种:“先把请求发出去”的工作模式,只要是涉及到网络请求的内容,无论是:图片、样式、脚本,都会先发送请求去获取资源,至于资源到本地之后什么时候用,由浏览器自己协调。这种做法效率很高。
9. 为什么CSS解析顺序从右到左
如果是从左到右的话:
- 第一次从爷节点 -> 子节点 -> 孙节点1
- 第一次从爷节点 -> 子节点 -> 孙节点2
- 第一次从爷节点 -> 子节点 -> 孙节点3
如果三次都匹配不到的话,那至少也得走三次:爷节点 -> 子节点 -> 孙节点,这就做了很多无用功啊。
如果是从右到左的话:
- 第一次从孙节点1,找不到,停止
- 第一次从孙节点2,找不到,停止
- 第一次从孙节点3,找不到,停止
这样的话,尽早发现找不到,尽早停止,可以少了很多无用功。
10. 什么是重绘回流
- 重绘:重绘是一个元素外观的改变所触发的浏览器行为,例如改变outline、背景色等属性。浏览器会根据元素的新属性重新绘制,使元素呈现新的外观。重绘不会带来重新布局,所以并不一定伴随重排。
- 回流:渲染对象在创建完成并添加到渲染树时,并不包含位置和大小信息。计算这些值的过程称为布局或重排,或回流
- “重绘”不一定需要”重排”,比如改变某个网页元素的颜色,就只会触发”重绘”,不会触发”重排”,因为布局没有改变。
- “重排”大多数情况下会导致”重绘”,比如改变一个网页元素的位置,就会同时触发”重排”和”重绘”,因为布局改变了。
11. 触发重绘的属性
- color
- background
- outline-color
- border-style
- background-image
- outline
- border-radius
- background-position
- outline-style
- visibility
- background-repeat
- outline-width
- text-decoration
- background-size
- box-shadow
12. 触发回流的属性
- width
- top
- text-align
- height
- bottom
- overflow-y
- padding
- left
- font-weight
- margin
- right
- overflow
- display
- position
- font-family
- border-width
- float
- line-height
- border
- clear
- vertival-align
- min-height
- white-space
13. 常见触发重绘回流的行为
常见触发重绘回流的行为
- 当你增加、删除、修改 DOM 结点时,会导致 Reflow , Repaint。
- 当你移动 DOM 的位置
- 当你修改 CSS 样式的时候。
- 当你Resize窗口的时候(移动端没有这个问题,因为移动端的缩放没有影响布局视口)
- 当你修改网页的默认字体时。
- 获取DOM的height或者width时,例如clientWidth、clientHeight、clientTop、clientLeft、offsetWidth、offsetHeight、offsetTop、offsetLeft、scrollWidth、scrollHeight、scrollTop、scrollLeft、scrollIntoView()、scrollIntoViewIfNeeded()、getComputedStyle()、getBoundingClientRect()、scrollTo()
14. 针对重绘回流的优化方案
- 元素位置移动变换时尽量使用CSS3的transform来代替top,left等操作
- 不要使用table布局
- 将多次改变样式属性的操作合并成一次操作
- 利用文档素碎片(documentFragment),vue使用了该方式提升性能
- 动画实现过程中,启用GPU硬件加速:transform:tranlateZ(0)
- 为动画元素新建图层,提高动画元素的z-index
- 编写动画时,尽量使用requestAnimationFrame
15. 浏览器缓存分类
- 强缓存
- 不会向服务器发送请求,直接从本地缓存中获取数据
- 请求资源的的状态码为: 200 ok(from memory cache)
- 优先级:cache-control > expires
- 协商缓存
- 向服务器发送请求,服务器会根据请求头的资源判断是否命中协商缓存
- 如果命中,则返回304状态码通知浏览器从缓存中读取资源
- 优先级:Last-Modified与ETag是可以一起使用的,服务器会优先验证ETag,一致的情况下,才会继续比对Last-Modified,最后才决定是否返回304