浏览器工作原理:从URL输入到页面展现到底发生了什么?

这个时代,是互联网的时代。使用浏览器搜索,浏览网页对于每个人来说都不陌生。但是,当你打开浏览器地址栏输入网址(URL),敲下回车时,浏览器就将你想要检索的网站呈现在了页面上。等一等,这个过程发生了什么?太酷了,下面将带你一一了解浏览器的工作原理。

基本概念

什么是URL
  • URL(Uniform Resource Locator):统一资源定位符,用于定位互联网上的资源。比如 https://www.baidu.com 就是URL。URL通常对应协议、域名、端口号及一些其他信息。
  • http、https、ftp、file协议
http://jirengu.com/blog   //明文传输,定位网络上某个资源
file://Users/zuodong/Desktop/index.html   //定位本地电脑上的一个文件
https://www.baidu.com   //经过加密后的http协议,是个安全的http协议
//jirengu.com/static/imgs/a.png   //当前文件URL的协议与当前页面协议一致
  • 域名:对于http://jirengu.com:8080/blog这个URL,jinrengu.com就是域名,浏览器实际上并不知道jirengu.com到底是什么。所以需要查找jirengu.com网站所在的服务器的IP地址,才能找到目标。

  • IP地址:每一个处于互联网中的设备都有IP地址,形如192.168.0.1127.0.0.1代表本机的IP)。

DNS(Domain Name System)

是域名解析服务,DNS可以将域名映射到对应的IP地址。
那么为什么不直接使用IP呢?因为域名相较于IP,有语义化的作用,所以要发明域名。

服务器

服务器是一台安装系统的机器,常见的系统如 Linux、windows server 2012。

Web服务器

系统里安装的处理请求的应用叫 Web server,常见的 Web服务器有 Apache、Nginx、IIS、Lighttpd。

对这些专有名词有一定的了解后,我们来看看浏览器的工作原理吧

从输入 URL 到页面加载完成的过程中都发生了什么?

  1. 在浏览器输入URL
  2. 域名解析(解析的过程由1 - 5,找到IP为止)
    1. 浏览器缓存 - 浏览器会缓存DNS记录一段时间
    2. 系统缓存 - 从Hosts 文件查找是否有该域名和对应IP
    3. 路由器缓存 - 一般路由器也会缓存域名信息
    4. ISP DNS缓存 - 比如到电信的DNS上查找缓存
    5. 如果都没有找到,则像根域名服务器查找域名对应IP,根域名服务器把请求转发到下一级,直到找到IP
  3. 服务器处理
    Web服务器接受用户的 Request 交给网站代码,或者接受请求反向代理到其他Web服务器
    1
    1

    如图1:发送一个http://jirengu.com的请求,Web服务器(Nginx)中写好的配置文件将http://jirengu.com与对应文件/var/www/jirengu下的代码匹配.
  4. 网站处理流程
    MVC 模型(model)-视图(view)-控制器(controller)


  • 模型(Model):数据保存,如访问数据库
  • 视图(View):用户界面,实现数据有目的显示
  • 控制器(Controller):业务逻辑,不同层面的组织作用,控制应用程序的流程。
/** 模拟Model, View, Controller */
var M = {}, V = {}, C = {};

/** Model 负责存放数据 */
M.data = "hello world";

/** View 负责将数据输出到页面上 */
V.render = (M) => { alert(M.data); }

/** Controller 作为一个 M 和 V 的桥梁 */
C.handleOnload = () => { V.render(M); }

/** 在网页读取时触发 Controller */
window.onload = C.handleOnload;
  1. 浏览器处理
    1. HTML字符串被浏览器接受后被一句句读取解析
    2. 解析到<link>标签后重新发送请求获取 css
    3. 解析到<script>标签后发送请求获取 js,并执行代码
    4. 解析到<img>标签后发送请求获取图片资源
  2. 绘制网页
    浏览器根据 HTML 和 CSS 计算得到渲染树,绘制到屏幕上 js 会被执行

结语:简单的操作背后,却不知道浏览器及服务器之间有着这么多的行为。越接近事物原理,越觉得自己对技术,甚至是世界的认知是多么的贫乏。在未知的道路上不断前进,并不知道路上会遇到什么,终点又在哪里,心中充满了敬畏却又忍不住亢奋。这大致就是每个程序员在学习技术的大道上越走越坚定的原因吧。

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