前端基础技术盘点

前端技术日新月异,唯独基础不变,HTML/CSS/Javascript三座大山是前端技术的核心,随着端的演变,对前端工程师提出更高的要求,不仅仅是前端技术本身Webpack/Vue/React等框架使用,还要求掌握如Java、Python等,和APP原生的交互处理。如此,就前端本身而言,对自己的技术掌握有一个清晰的认识就显得尤为重要,技术更新让我们应接不暇,但万变不离其宗,回归基础,夯实基础,加深理解,是成为高级前端工程师的必经之路。

  • 在开发项目中,往往难道我们的不是新的框架本身,而是最基础的技术使用,比如数组的方法,循环处理等等。
    下面就从一个问题入手,分析盘点前端基础技术:
从输入URL到页面加载,中间都经历了什么?

这个问题在互联网技术行业统统适用,网络工程师、安全工程师、前端工程师、后端工程师等针对这个问题都会回答出侧重点不同的答案,下面重点从前端开发入手探讨这个过程:

  1. 输入URL
    从浏览器接受url到开启网络请求线程:
  • 浏览器进程/线程模型
    浏览器是多进程的,有一个主控进程,以及每一个tab页面都会新开一个进程,进程可能包括主控进程,插件进程,GPU,tab页等。


    browser_inner_thread.png

    可以看到,里面的JS引擎是内核进程中的一个线程,这也是为什么常说JS引擎是单线程的。

  • 解析URL
    输入url,浏览器会进行解析:
    URL一般包括几大部分:
    1) protocol 协议头,如http,ftp等
    2) host 主机域名或IP地址
    3) port 端口号
    4) path 目录路径
    5) query 查询参数
    6) fragment 即#后的hash值,一般用来定位到某个位置
  1. 浏览器查找域名的IP地址
  • DNS查询得到IP
    如果输入的是域名,需要进行dns解析成IP,大致流程:
    1) 如果浏览器有缓存,直接使用浏览器缓存,否则使用本机缓存,在没有话使用host;
    2)如果本地没有,就像dns域名服务器查询,查询到对应的IP.
    注意:域名查询时有可能是经过CDN调度器的(如果cdn有存储功能的话)
    而且需要知道dns解析是很耗时的,因此如果解析域名过多,会让首屏加载变得过慢,可以考虑dns-prefetch优化。
  • TCP/IP 请求
    http的本质是tcp/ip请求,需要了解3次握手规则建立连接以及断开连接时的四次挥手。
    TCP/IP的并发限制
    浏览器对同一域名下并发的TCP连接是有限制的(2-10个不等)
    而且在http1.0中往往一个资源下载就需要对应一个TCP/IP请求
    所以针对这个瓶颈,有出现了很多资源优化方案,如http2
    Get和Post的区别
    get和post虽然本质都是tcp/ip,但两者除了在http层面外,在tcp/ip层面也有区别。
    get会产生一个tcp数据包,post两个,具体就是:
    1) get请求时,浏览器会把headers和data一起发送出去,服务器响应200(返回数据);
    2) post请求时,浏览器现发送headers,服务器响应100 continue,浏览器再发送data,服务器响应200(返回数据)。
  1. 浏览器向web服务器发送一个HTTP请求
  • 五层因特网协议栈
    从客户端发出http请求到服务器接收,中间会经历一系列的流程。
    简括就是:
    从应用层的发送http请求,到传输层通过三次握手建立tcp/ip连接,再到网络层的ip寻址,再到数据链路层的封装成帧,最后到物理层的利用物理介质传输。
    当然,服务器端的接收就是反过来的步骤。
    五层因特网协议栈其实就是:
    1) 应用层(dns,http)DNS解析成IP并发送http请求
    2) 传输层(tcp,udp) 建立TCP连接(三次握手)
    3) 网络层(IP, ARP) IP寻址
    4) 数据链路层(PPP)封装成帧
    5) 物理层 利用物理介质传输比特流
    OSI七层框架:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层;
  1. 服务器处理请求
  • 从服务器接收到请求到对应后台接收到请求
    服务端在接收请求时,内部会进行很多的处理:
    负载均衡
    对于大型的项目,由于并发访问量很大,所以往往一台服务器是吃不消的,所以一般会有若干台服务器组成一个集群,然后配合反向代理实现负载均衡。简单的说:
    用户发起的请求都指向调度服务器(反向代理服务器,譬如安装了nginx控制负载均衡),然后调度服务器根据实际的调度算法,分配不同的请求给对应集群中的服务器执行,然后调度器等待实际服务器的HTTP响应,并将它反馈给用户
    后台处理
    一般后台都是部署到容器中,所以一般为:
    1)先是容器接受到请求(如tomcat容器);
    2)然后对应容器中的后台程序接收到请求(如java程序);
    3)然后就是后台会有自己的统一处理,处理完后响应响应结果。
    概括下:
    1)一般有的后端是有统一验证的,如安全拦截,跨域验证
    2)如果这一步不符合,就直接返回相应的http报文(如拒绝请求)
    3)然后当验证通过后,才会进入实际的后台代码,此时是程序接收到请求,然后执行(如查询数据库,大量计算等等)
    4) 等程序执行完毕后,就会返回一个http响应报
    5)然后就将这个包从后端发送到前端,完成交互。
  1. 服务器返回一个HTTP响应
  • 后台和前台的htpp交互
    前后端交互时,http报文作为信息的载体
    http报文结构
    报文一般包括了:通用头部,请求/响应头部,请求/响应体
    1)通用头部
    这也是开发人员见过的最多的信息,包括如下:
Request Url: 请求的web服务器地址

Request Method: 请求方式
(Get、POST、OPTIONS、PUT、HEAD、DELETE、CONNECT、TRACE)

Status Code: 请求的返回状态码,如200代表成功

Remote Address: 请求的远程服务器地址(会转为IP)

譬如,在跨域拒绝时,可能是method为options,状态码为404/405等
其中,Mthod的话一般分为两批次:

HTTP1.0定义了三种请求方法: GET, POST 和 HEAD方法。
以及几种Additional Request Methods:PUT、DELETE、LINK、UNLINK

HTTP1.1定义了八种请求方法:GET、POST、HEAD、OPTIONS, PUT, DELETE, TRACE 和 CONNECT 方法。

这里面最常用到的就是状态码,很多时候都是通过状态码来判断,如(列举几个最常见的):

200——表明该请求被成功地完成,所请求的资源发送回客户端
304——自从上次请求后,请求的网页未修改过,请客户端使用本地缓存
400——客户端请求有错(譬如可以是安全模块拦截)
401——请求未经授权
403——禁止访问(譬如可以是未登录时禁止)
404——资源未找到
500——服务器内部错误
503——服务不可用

再列举下大致不同范围状态的意义

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
http_status_brief.png

总之,当请求出错时,状态码能帮助快速定位问题
2)请求/响应头部
请求和响应头部也是分析时常用到的,常用的请求头部(部分):

Accept: 接收类型,表示浏览器支持的MIME类型
(对标服务端返回的Content-Type)
Accept-Encoding:浏览器支持的压缩类型,如gzip等,超出类型不能接收
Content-Type:客户端发送出去实体内容的类型
Cache-Control: 指定请求和响应遵循的缓存机制,如no-cache
If-Modified-Since:对应服务端的Last-Modified,用来匹配看文件是否变动,只能精确到1s之内,http1.0中
Expires:缓存控制,在这个时间内不会请求,直接使用缓存,http1.0,而且是服务端时间
Max-age:代表资源在本地缓存多少秒,有效时间内不会请求,而是使用缓存,http1.1中
If-None-Match:对应服务端的ETag,用来匹配文件内容是否改变(非常精确),http1.1中
Cookie: 有cookie并且同域访问时会自动带上
Connection: 当浏览器与服务器通信时对于长连接如何进行处理,如keep-alive
Host:请求的服务器URL
Origin:最初的请求是从哪里发起的(只会精确到端口),Origin比Referer更尊重隐私
Referer:该页面的来源URL(适用于所有类型的请求,会精确到详细页面地址,csrf拦截常用到这个字段)
User-Agent:用户客户端的一些必要信息,如UA头部等

常用的响应头部(部分):

Access-Control-Allow-Headers: 服务器端允许的请求Headers
Access-Control-Allow-Methods: 服务器端允许的请求方法
Access-Control-Allow-Origin: 服务器端允许的请求Origin头部(譬如为*)
Content-Type:服务端返回的实体内容的类型
Date:数据从服务器发送的时间
Cache-Control:告诉浏览器或其他客户,什么环境可以安全的缓存文档
Last-Modified:请求资源的最后修改时间
Expires:应该在什么时候认为文档已经过期,从而不再缓存它
Max-age:客户端的本地资源应该缓存多少秒,开启了Cache-Control后有效
ETag:请求变量的实体标签的当前值
Set-Cookie:设置和页面关联的cookie,服务器通过这个头部把cookie传给客户端
Keep-Alive:如果客户端有keep-alive,服务端也会有响应(如timeout=38)
Server:服务器的一些相关信息

一般来说,请求头部和响应头部是匹配分析的。

譬如,请求头部的Accept要和响应头部的Content-Type匹配,否则会报错

譬如,跨域请求时,请求头部的Origin要匹配响应头部的Access-Control-Allow-Origin,否则会报跨域错误

譬如,在使用缓存时,请求头部的If-Modified-Since、If-None-Match分别和响应头部的Last-Modified、ETag对应

3)请求/响应实体
http请求时,除了头部,还有消息实体,一般来说

请求实体中会将一些需要的参数都放入进入(用于post请求)。

譬如实体中可以放参数的序列化形式(a=1&b=2这种),或者直接放表单对象(Form Data对象,上传时可以夹杂参数以及文件),等等

而一般响应实体中,就是放服务端需要传给客户端的内容

一般现在的接口请求时,实体中就是对于的信息的json格式,而像页面请求这种,里面就是直接放了一个html字符串,然后浏览器自己解析并渲染。
CRLF

CRLF(Carriage-Return Line-Feed),意思是回车换行,一般作为分隔符存在

请求头和实体消息之间有一个CRLF分隔,响应头部和响应实体之间用一个CRLF分隔

一般来说(分隔符类别):

CRLF->Windows-style
LF->Unix Style
CR->Mac Style
  1. 浏览器开始渲染页面HTML

  2. 浏览器发送请求获取嵌入在HTML中的资源

  3. 浏览器发送异步请求

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