本文試圖回答一個(gè)古老的面試問(wèn)題：當(dāng)你在瀏覽器中輸入google.com并且按下回車之后發(fā)生了什么？

不過(guò)我們不再局限于平常的回答，而是想辦法回答地盡可能具體，不遺漏任何細(xì)節(jié)。

這將是一個(gè)協(xié)作的過(guò)程，所以深入挖掘吧，并且?guī)椭覀円黄鹜晟扑?。仍然有大量的?xì)節(jié)等待著你來(lái)添加，歡迎向我們發(fā)送Pull Requset！

這些內(nèi)容使用 Creative Commons Zero 協(xié)議發(fā)布。

回車鍵按下

為了從頭開始，我們選擇鍵盤上的回車鍵被按到最低處作為起點(diǎn)。在這個(gè)時(shí)刻，一個(gè)專用于回車鍵的電流回路被直接或者通過(guò)電容器閉合了，使得少量的電流進(jìn)入了鍵盤的邏輯電路系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)會(huì)掃描每個(gè)鍵的狀態(tài)，對(duì)于按鍵開關(guān)的電位彈跳變化進(jìn)行噪音消除(debounce)，并將其轉(zhuǎn)化為鍵盤碼值。在這里，回車的碼值是13。鍵盤控制器在得到碼值之后，將其編碼，用于之后的傳輸?，F(xiàn)在這個(gè)傳輸過(guò)程幾乎都是通過(guò)通用串行總線(USB)或者藍(lán)牙(Bluetooth)來(lái)進(jìn)行的，以前是通過(guò)PS/2或者ADB連接進(jìn)行。

USB鍵盤：

鍵盤的USB元件通過(guò)計(jì)算機(jī)上的USB接口與USB控制器相連接，USB接口中的第一號(hào)針為它提供了5V的電壓

鍵碼值存儲(chǔ)在鍵盤內(nèi)部電路一個(gè)叫做”endpoint”的寄存器內(nèi)

USB控制器大概每隔10ms便查詢一次”endpoint”以得到存儲(chǔ)的鍵碼值數(shù)據(jù)，這個(gè)最短時(shí)間間隔由鍵盤提供

鍵值碼值通過(guò)USB串行接口引擎被轉(zhuǎn)換成一個(gè)或者多個(gè)遵循低層USB協(xié)議的USB數(shù)據(jù)包

這些數(shù)據(jù)包通過(guò)D+針或者D-針(中間的兩個(gè)針)，以最高1.5Mb/s的速度從鍵盤傳輸至計(jì)算機(jī)。速度限制是因?yàn)槿藱C(jī)交互設(shè)備總是被聲明成”低速設(shè)備”（USB 2.0 compliance）

這個(gè)串行信號(hào)在計(jì)算機(jī)的USB控制器處被解碼，然后被人機(jī)交互設(shè)備通用鍵盤驅(qū)動(dòng)進(jìn)行進(jìn)一步解釋。之后按鍵的碼值被傳輸?shù)讲僮飨到y(tǒng)的硬件抽象層

虛擬鍵盤（觸屏設(shè)備）：

在現(xiàn)代電容屏上，當(dāng)用戶把手指放在屏幕上時(shí)，一小部分電流從傳導(dǎo)層的靜電域經(jīng)過(guò)手指?jìng)鲗?dǎo)，形成了一個(gè)回路，使得屏幕上觸控的那一點(diǎn)電壓下降，屏幕控制器產(chǎn)生一個(gè)中斷，報(bào)告這次“點(diǎn)擊”的坐標(biāo)

然后移動(dòng)操作系統(tǒng)通知當(dāng)前活躍的應(yīng)用，有一個(gè)點(diǎn)擊事件發(fā)生在它的某個(gè)GUI部件上了，現(xiàn)在這個(gè)部件是虛擬鍵盤的按鈕

虛擬鍵盤引發(fā)一個(gè)軟中斷，返回給OS一個(gè)“按鍵按下”消息

這個(gè)消息又返回來(lái)向當(dāng)前活躍的應(yīng)用通知一個(gè)“按鍵按下”事件

產(chǎn)生中斷[非USB鍵盤]

鍵盤在它的中斷請(qǐng)求線(IRQ)上發(fā)送信號(hào)，信號(hào)會(huì)被中斷控制器映射到一個(gè)中斷向量，實(shí)際上就是一個(gè)整型數(shù) 。CPU使用中斷描述符表(IDT)把中斷向量映射到對(duì)應(yīng)函數(shù)，這些函數(shù)被稱為中斷處理器，它們由操作系統(tǒng)內(nèi)核提供。當(dāng)一個(gè)中斷到達(dá)時(shí)，CPU根據(jù)IDT和中斷向量索引到對(duì)應(yīng)的中端處理器，然后操作系統(tǒng)內(nèi)核出場(chǎng)了。

(Windows)一個(gè) WM_KEYDOWN 消息被發(fā)往應(yīng)用程序

HID把鍵盤按下的事件傳送給 KBDHID.sys 驅(qū)動(dòng)，把HID的信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)掃描碼(Scancode)，這里回車的掃描碼是 VK_RETURN(0x0d)。 KBDHID.sys 驅(qū)動(dòng)和 KBDCLASS.sys (鍵盤類驅(qū)動(dòng),keyboard class driver)進(jìn)行交互，這個(gè)驅(qū)動(dòng)負(fù)責(zé)安全地處理所有鍵盤和小鍵盤的輸入事件。之后它又去調(diào)用 Win32K.sys ，在這之前有可能把消息傳遞給安裝的第三方鍵盤過(guò)濾器。這些都是發(fā)生在內(nèi)核模式。

Win32K.sys 通過(guò) GetForegroundWindow() API函數(shù)找到當(dāng)前哪個(gè)窗口是活躍的。這個(gè)API函數(shù)提供了當(dāng)前瀏覽器的地址欄的句柄。Windows系統(tǒng)的”message pump”機(jī)制調(diào)用 SendMessage(hWnd, WM_KEYDOWN, VK_RETURN, lParam) 函數(shù)， lParam 是一個(gè)用來(lái)指示這個(gè)按鍵的更多信息的掩碼，這些信息包括按鍵重復(fù)次數(shù)（這里是0），實(shí)際掃描碼（可能依賴于OEM廠商，不過(guò)通常不會(huì)是 VK_RETURN ），功能鍵（alt, shift, ctrl）是否被按下（在這里沒有），以及一些其他狀態(tài)。

Windows的 SendMessage API直接將消息添加到特定窗口句柄 hWnd 的消息隊(duì)列中，之后賦給 hWnd 的主要消息處理函數(shù) WindowProc 將會(huì)被調(diào)用，用于處理隊(duì)列中的消息。

當(dāng)前活躍的句柄 hWnd 實(shí)際上是一個(gè)edit control控件，這種情況下，WindowProc 有一個(gè)用于處理WM_KEYDOWN 消息的處理器，這段代碼會(huì)查看 SendMessage 傳入的第三個(gè)參數(shù) wParam ，因?yàn)檫@個(gè)參數(shù)是 VK_RETURN ，于是它知道用戶按下了回車鍵。

(Mac OS X)一個(gè) KeyDown NSEvent被發(fā)往應(yīng)用程序

中斷信號(hào)引發(fā)了I/O Kit Kext鍵盤驅(qū)動(dòng)的中斷處理事件，驅(qū)動(dòng)把信號(hào)翻譯成鍵碼值，然后傳給OS X的WindowServer 進(jìn)程。然后， WindowServer 將這個(gè)事件通過(guò)Mach端口分發(fā)給合適的（活躍的，或者正在監(jiān)聽的）應(yīng)用程序，這個(gè)信號(hào)會(huì)被放到應(yīng)用程序的消息隊(duì)列里。隊(duì)列中的消息可以被擁有足夠高權(quán)限的線程使用 mach_ipc_dispatch 函數(shù)讀取到。這個(gè)過(guò)程通常是由 NSApplication 主事件循環(huán)產(chǎn)生并且處理的，通過(guò) NSEventType 為 KeyDown 的 NSEvent 。

(GNU/Linux)Xorg 服務(wù)器監(jiān)聽鍵碼值

當(dāng)使用圖形化的 X Server 時(shí)，X Server會(huì)按照特定的規(guī)則把鍵碼值再一次映射，映射成掃描碼。當(dāng)這個(gè)映射過(guò)程完成之后， X Server 把這個(gè)按鍵字符發(fā)送給窗口管理器(DWM，metacity, i3等等)，窗口管理器再把字符發(fā)送給當(dāng)前窗口。當(dāng)前窗口使用有關(guān)圖形API把文字打印在輸入框內(nèi)。

解析URL

瀏覽器通過(guò)URL能夠知道下面的信息：

Protocol ”http”

使用HTTP協(xié)議

Resource ”/”

請(qǐng)求的資源是主頁(yè)(index)

輸入的是URL還是搜索的關(guān)鍵字？

當(dāng)協(xié)議或主機(jī)名不合法時(shí)，瀏覽器會(huì)將地址欄中輸入的文字傳給默認(rèn)的搜索引擎。大部分情況下，在把文字傳遞給搜索引擎的時(shí)候，URL會(huì)帶有特定的一串字符，用來(lái)告訴搜索引擎這次搜索來(lái)自這個(gè)特定瀏覽器。

檢查HSTS列表···

瀏覽器檢查自帶的“預(yù)加載HSTS（HTTP嚴(yán)格傳輸安全）”列表，這個(gè)列表里包含了那些請(qǐng)求瀏覽器只使用HTTPS進(jìn)行連接的網(wǎng)站

如果網(wǎng)站在這個(gè)列表里，瀏覽器會(huì)使用HTTPS而不是HTTP協(xié)議，否則，最初的請(qǐng)求會(huì)使用HTTP協(xié)議發(fā)送

注意，一個(gè)網(wǎng)站哪怕不在HSTS列表里，也可以要求瀏覽器對(duì)自己使用HSTS政策進(jìn)行訪問(wèn)。瀏覽器向網(wǎng)站發(fā)出第一個(gè)HTTP請(qǐng)求之后，網(wǎng)站會(huì)返回瀏覽器一個(gè)響應(yīng)，請(qǐng)求瀏覽器只使用HTTPS發(fā)送請(qǐng)求。然而，就是這第一個(gè)HTTP請(qǐng)求，卻可能會(huì)使用戶收到 downgrade attack 的威脅，這也是為什么現(xiàn)代瀏覽器都預(yù)置了HSTS列表。

轉(zhuǎn)換非ASCII的Unicode字符

瀏覽器檢查輸入是否含有不是 a-z， A-Z，0-9， - 或者 . 的字符

這里主機(jī)名是 google.com ，所以沒有非ASCII的字符，如果有的話，瀏覽器會(huì)對(duì)主機(jī)名部分使用Punycode 編碼

DNS查詢···

瀏覽器檢查域名是否在緩存當(dāng)中

如果緩存中沒有，就去調(diào)用 gethostbynme 庫(kù)函數(shù)（操作系統(tǒng)不同函數(shù)也不同）進(jìn)行查詢

gethostbyname 函數(shù)在試圖進(jìn)行DNS解析之前首先檢查域名是否在本地Hosts里，Hosts的位置 不同的操作系統(tǒng)有所不同

如果 gethostbyname 沒有這個(gè)域名的緩存記錄，也沒有在 hosts 里找到，它將會(huì)向DNS 服務(wù)器發(fā)送一條DNS查詢請(qǐng)求。DNS服務(wù)器是由網(wǎng)絡(luò)通信棧提供的，通常是本地路由器或者ISP的緩存DNS服務(wù)器。

查詢本地 DNS 服務(wù)器

如果DNS服務(wù)器和我們的主機(jī)在同一個(gè)子網(wǎng)內(nèi)，系統(tǒng)會(huì)按照下面的 ARP 過(guò)程對(duì) DNS 服務(wù)器進(jìn)行 ARP查詢

如果DNS服務(wù)器和我們的主機(jī)在不同的子網(wǎng)，系統(tǒng)會(huì)按照下面的 ARP 過(guò)程對(duì)默認(rèn)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行查詢

ARP

要想發(fā)送ARP廣播，我們需要有一個(gè)目標(biāo)IP地址，同時(shí)還需要知道用于發(fā)送ARP廣播的接口的Mac地址。

首先查詢ARP緩存，如果緩存命中，我們返回結(jié)果：目標(biāo)IP = MAC

如果緩存沒有命中：

查看路由表，看看目標(biāo)IP地址是不是在本地路由表中的某個(gè)子網(wǎng)內(nèi)。是的話，使用跟那個(gè)子網(wǎng)相連的接口，否則使用與默認(rèn)網(wǎng)關(guān)相連的接口。

查詢選擇的網(wǎng)絡(luò)接口的MAC地址

我們發(fā)送一個(gè)二層ARP請(qǐng)求：

ARP Request:

Sender MAC: interface:mac:address:here

Sender IP: interface.ip.goes.here

Target MAC: FF:FF:FF:FF:FF:FF (Broadcast)

Target IP: target.ip.goes.here

根據(jù)連接主機(jī)和路由器的硬件類型不同，可以分為以下幾種情況：

直連：

如果我們和路由器是直接連接的，路由器會(huì)返回一個(gè) ARP Reply （見下面）。

集線器：

如果我們連接到一個(gè)集線器，集線器會(huì)把ARP請(qǐng)求向所有其它端口廣播，如果路由器也“連接”在其中，它會(huì)返回一個(gè) ARP Reply 。

交換機(jī)：

如果我們連接到了一個(gè)交換機(jī)，交換機(jī)會(huì)檢查本地 CAM/MAC 表，看看哪個(gè)端口有我們要找的那個(gè)MAC地址，如果沒有找到，交換機(jī)會(huì)向所有其它端口廣播這個(gè)ARP請(qǐng)求。

如果交換機(jī)的MAC/CAM表中有對(duì)應(yīng)的條目，交換機(jī)會(huì)向有我們想要查詢的MAC地址的那個(gè)端口發(fā)送ARP請(qǐng)求

如果路由器也“連接”在其中，它會(huì)返回一個(gè) ARP Reply

ARP Reply:

Sender MAC: target:mac:address:here

Sender IP: target.ip.goes.here

Target MAC: interface:mac:address:here

Target IP: interface.ip.goes.here

現(xiàn)在我們有了DNS服務(wù)器或者默認(rèn)網(wǎng)關(guān)的IP地址，我們可以繼續(xù)DNS請(qǐng)求了：

使用53端口向DNS服務(wù)器發(fā)送UDP請(qǐng)求包，如果響應(yīng)包太大，會(huì)使用TCP

如果本地/ISP DNS服務(wù)器沒有找到結(jié)果，它會(huì)發(fā)送一個(gè)遞歸查詢請(qǐng)求，一層一層向高層DNS服務(wù)器做查詢，直到查詢到起始授權(quán)機(jī)構(gòu)，如果找到會(huì)把結(jié)果返回

使用套接字

當(dāng)瀏覽器得到了目標(biāo)服務(wù)器的IP地址，以及URL中給出來(lái)端口號(hào)（http協(xié)議默認(rèn)端口號(hào)是80， https默認(rèn)端口號(hào)是443），它會(huì)調(diào)用系統(tǒng)庫(kù)函數(shù) socket ，請(qǐng)求一個(gè) TCP流套接字，對(duì)應(yīng)的參數(shù)是 AF_INET 和SOCK_STREAM 。

這個(gè)請(qǐng)求首先被交給傳輸層，在傳輸層請(qǐng)求被封裝成TCP segment。目標(biāo)端口會(huì)會(huì)被加入頭部，源端口會(huì)在系統(tǒng)內(nèi)核的動(dòng)態(tài)端口范圍內(nèi)選?。↙inux下是ip_local_port_range)

TCP segment被送往網(wǎng)絡(luò)層，網(wǎng)絡(luò)層會(huì)在其中再加入一個(gè)IP頭部，里面包含了目標(biāo)服務(wù)器的IP地址以及本機(jī)的IP地址，把它封裝成一個(gè)TCP packet。

這個(gè)TCP packet接下來(lái)會(huì)進(jìn)入鏈路層，鏈路層會(huì)在封包中加入frame頭部，里面包含了本地內(nèi)置網(wǎng)卡的MAC地址以及網(wǎng)關(guān)（本地路由器）的MAC地址。像前面說(shuō)的一樣，如果內(nèi)核不知道網(wǎng)關(guān)的MAC地址，它必須進(jìn)行ARP廣播來(lái)查詢其地址。

到了現(xiàn)在，TCP封包已經(jīng)準(zhǔn)備好了，可是使用下面的方式進(jìn)行傳輸：

以太網(wǎng)

WiFi

蜂窩數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)

對(duì)于大部分家庭網(wǎng)絡(luò)和小型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，封包會(huì)從本地計(jì)算機(jī)出發(fā)，經(jīng)過(guò)本地網(wǎng)絡(luò)，再通過(guò)調(diào)制解調(diào)器把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，使其適于在電話線路，有線電視光纜和無(wú)線電話線路上傳輸。在傳輸線路的另一端，是另外一個(gè)調(diào)制解調(diào)器，它把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換回?cái)?shù)字信號(hào)，交由下一個(gè) 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 處理。節(jié)點(diǎn)的目標(biāo)地址和源地址將在后面討論。

大型企業(yè)和比較新的住宅通常使用光纖或直接以太網(wǎng)連接，這種情況下信號(hào)一直是數(shù)字的，會(huì)被直接傳到下一個(gè) 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 進(jìn)行處理。

最終封包會(huì)到達(dá)管理本地子網(wǎng)的路由器。在那里出發(fā)，它會(huì)繼續(xù)經(jīng)過(guò)自治區(qū)域的邊界路由器，其他自治區(qū)域，最終到達(dá)目標(biāo)服務(wù)器。一路上經(jīng)過(guò)的這些路由器會(huì)從IP數(shù)據(jù)報(bào)頭部里提取出目標(biāo)地址，并將封包正確地路由到下一個(gè)目的地。IP數(shù)據(jù)報(bào)頭部TTL域的值每經(jīng)過(guò)一個(gè)路由器就減1，如果封包的TTL變?yōu)?，或者路由器由于網(wǎng)絡(luò)擁堵等原因封包隊(duì)列滿了，那么這個(gè)包會(huì)被路由器丟棄。

上面的發(fā)送和接受過(guò)程在TCP連接期間會(huì)發(fā)生很多次：

客戶端選擇一個(gè)初始序列號(hào)(ISN)，將設(shè)置了SYN位的封包發(fā)送給服務(wù)器端，表明自己要建立連接并設(shè)置了初始序列號(hào)

服務(wù)器端接受到SYN包，如果它可以建立連接：

服務(wù)器端選擇它自己的初始序列號(hào)

服務(wù)器端設(shè)置SYN位，表明自己選擇了一個(gè)初始序列號(hào)

服務(wù)器端把 (客戶端ISN + 1) 復(fù)制到ACK域，并且設(shè)置ACK位，表明自己接收到了客戶端的第一個(gè)封包

客戶端通過(guò)發(fā)送下面一個(gè)封包來(lái)確認(rèn)這次連接：

自己的序列號(hào)+1

接收端ACK+1

設(shè)置ACK位

數(shù)據(jù)通過(guò)下面的方式傳輸：

當(dāng)一方發(fā)送了N個(gè)Bytes的數(shù)據(jù)之后，將自己的SEQ序列號(hào)也增加N

另一方確認(rèn)接收到這個(gè)數(shù)據(jù)包（或者一系列數(shù)據(jù)包）之后，它發(fā)送一個(gè)ACK包，ACK的值設(shè)置為接收到的數(shù)據(jù)包的最后一個(gè)序列號(hào)

關(guān)閉連接時(shí)：

要關(guān)閉連接的一方發(fā)送一個(gè)FIN包

另一方確認(rèn)這個(gè)FIN包，并且發(fā)送自己的FIN包

要關(guān)閉的一方使用ACK包來(lái)確認(rèn)接收到了FIN

UDP 數(shù)據(jù)包

TLS 握手

客戶端發(fā)送一個(gè) Client hello 消息到服務(wù)器端，消息中同時(shí)包含了它的TLS版本，可用的加密算法和壓縮算法。

服務(wù)器端向客戶端返回一個(gè) Server hello 消息，消息中包含了服務(wù)器端的TLS版本，服務(wù)器選擇了哪個(gè)加密和壓縮算法，以及服務(wù)器的公開證書，證書中包含了公鑰?？蛻舳藭?huì)使用這個(gè)公鑰加密接下來(lái)的握手過(guò)程，直到協(xié)商生成一個(gè)新的對(duì)稱密鑰

客戶端根據(jù)自己的信任CA列表，驗(yàn)證服務(wù)器端的證書是否有效。如果有效，客戶端會(huì)生成一串偽隨機(jī)數(shù)，使用服務(wù)器的公鑰加密它。這串隨機(jī)數(shù)會(huì)被用于生成新的對(duì)稱密鑰

服務(wù)器端使用自己的私鑰解密上面提到的隨機(jī)數(shù)，然后使用這串隨機(jī)數(shù)生成自己的對(duì)稱主密鑰

客戶端發(fā)送一個(gè) Finished 消息給服務(wù)器端，使用對(duì)稱密鑰加密這次通訊的一個(gè)散列值

服務(wù)器端生成自己的 hash 值，然后解密客戶端發(fā)送來(lái)的信息，檢查這兩個(gè)值是否對(duì)應(yīng)。如果對(duì)應(yīng)，就向客戶端發(fā)送一個(gè) Finished 消息，也使用協(xié)商好的對(duì)稱密鑰加密

從現(xiàn)在開始，接下來(lái)整個(gè) TLS 會(huì)話都使用對(duì)稱秘鑰進(jìn)行加密，傳輸應(yīng)用層（HTTP）內(nèi)容

TCP 數(shù)據(jù)包

HTTP 協(xié)議···

如果瀏覽器是Google出品的，它不會(huì)使用HTTP協(xié)議來(lái)獲取頁(yè)面信息，而是會(huì)與服務(wù)器端發(fā)送請(qǐng)求，商討使用SPDY協(xié)議。

如果瀏覽器使用HTTP協(xié)議，它會(huì)向服務(wù)器發(fā)送這樣的一個(gè)請(qǐng)求:

GET / HTTP/1.1

Host: google.com

[其他頭部]

“其他頭部”包含了一系列的由冒號(hào)分割開的鍵值對(duì)，它們的格式符合HTTP協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，它們之間由一個(gè)換行符分割開來(lái)。這里我們假設(shè)瀏覽器沒有違反HTTP協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的bug，同時(shí)瀏覽器使用 HTTP/1.1 協(xié)議，不然的話頭部可能不包含 Host 字段，同時(shí) GET 請(qǐng)求中的版本號(hào)會(huì)變成 HTTP/1.0 或者 HTTP/0.9 。

HTTP/1.1 定義了“關(guān)閉連接”的選項(xiàng) “close”，發(fā)送者使用這個(gè)選項(xiàng)指示這次連接在響應(yīng)結(jié)束之后會(huì)斷開:

Connection:close

不支持持久連接的 HTTP/1.1 必須在每條消息中都包含 “close” 選項(xiàng)。

在發(fā)送完這些請(qǐng)求和頭部之后，瀏覽器發(fā)送一個(gè)換行符，表示要發(fā)送的內(nèi)容已經(jīng)結(jié)束了。

服務(wù)器端返回一個(gè)響應(yīng)碼，指示這次請(qǐng)求的狀態(tài)，響應(yīng)的形式是這樣的:

200 OK

[response headers]

然后是一個(gè)換行，接下來(lái)有效載荷(payload)，也就是 的HTML內(nèi)容。服務(wù)器下面可能會(huì)關(guān)閉連接，如果客戶端請(qǐng)求保持連接的話，服務(wù)器端會(huì)保持連接打開，以供以后的請(qǐng)求重用。

如果瀏覽器發(fā)送的HTTP頭部包含了足夠多的信息（例如包含了 Etag 頭部，以至于服務(wù)器可以判斷出，瀏覽器緩存的文件版本自從上次獲取之后沒有再更改過(guò)，服務(wù)器可能會(huì)返回這樣的響應(yīng):

304 Not Modified

[response headers]

這個(gè)響應(yīng)沒有有效載荷，瀏覽器會(huì)從自己的緩存中取出想要的內(nèi)容。

在解析完HTML之后，瀏覽器和客戶端會(huì)重復(fù)上面的過(guò)程，直到HTML頁(yè)面引入的所有資源（圖片，CSS，favicon.ico等等）全部都獲取完畢，區(qū)別只是頭部的 GET / HTTP/1.1 會(huì)變成 GET /$(相對(duì)的URL) HTTP/1.1 。

如果HTML引入了域名之外的資源，瀏覽器會(huì)回到上面解析域名那一步，按照下面的步驟往下一步一步執(zhí)行，請(qǐng)求中的 Host 頭部會(huì)變成另外的域名。

HTTP服務(wù)器請(qǐng)求處理

HTTPD(HTTP Daemon)在服務(wù)器端處理請(qǐng)求/相應(yīng)。最常見的 HTTPD 有 Linux 上常用的 Apache 和 nginx，與 Windows 上的 IIS。

HTTPD接收請(qǐng)求

服務(wù)器把請(qǐng)求拆分為以下幾個(gè)參數(shù)：

HTTP請(qǐng)求方法(GET, POST, HEAD, PUT 和 DELETE )。在訪問(wèn)Google這種情況下，使用的是GET方法

域名：google.com

請(qǐng)求路徑/頁(yè)面：/ (我們沒有請(qǐng)求google.com下的指定的頁(yè)面，因此 / 是默認(rèn)的路徑)

服務(wù)器驗(yàn)證其上已經(jīng)配置了google.com的虛擬主機(jī)

服務(wù)器驗(yàn)證google.com接受GET方法

服務(wù)器驗(yàn)證該用戶可以使用GET方法(根據(jù)IP地址，身份信息等)

如果服務(wù)器安裝了 URL 重寫模塊（例如 Apache 的 mod_rewrite 和 IIS 的 URL Rewrite），服務(wù)器會(huì)嘗試匹配重寫規(guī)則，如果匹配上的話，服務(wù)器會(huì)按照規(guī)則重寫這個(gè)請(qǐng)求

服務(wù)器根據(jù)請(qǐng)求信息獲取相應(yīng)的響應(yīng)內(nèi)容，這種情況下由于訪問(wèn)路徑是 “/” ,會(huì)訪問(wèn)首頁(yè)文件。(你可以重寫這個(gè)規(guī)則，但是這個(gè)是最常用的)

服務(wù)器會(huì)使用指定的處理程序分析處理這個(gè)文件，比如假設(shè)Google使用PHP，服務(wù)器會(huì)使用PHP解析index文件，并捕獲輸出，把PHP的輸出結(jié)果給請(qǐng)求者

瀏覽器背后的故事

當(dāng)服務(wù)器提供了資源之后（HTML，CSS，JS，圖片等），瀏覽器會(huì)執(zhí)行下面的操作：

解析 HTML，CSS，JS

渲染——構(gòu)建 DOM 樹 -> 渲染 -> 布局 -> 繪制

瀏覽器

瀏覽器的功能是從服務(wù)器上取回你想要的資源，然后展示在瀏覽器窗口當(dāng)中。資源通常是 HTML 文件，也可能是 PDF，圖片，或者其他類型的內(nèi)容。資源的位置通過(guò)用戶提供的 URI(Uniform Resource Identifier) 來(lái)確定。

瀏覽器解釋和展示 HTML 文件的方法，在 HTML 和 CSS 的標(biāo)準(zhǔn)中有詳細(xì)介紹。這些標(biāo)準(zhǔn)由 Web 標(biāo)準(zhǔn)組織 W3C(World Wide Web Consortium) 維護(hù)。

不同瀏覽器的用戶界面大都十分接近，有很多共同的 UI 元素：

一個(gè)地址欄

后退和前進(jìn)按鈕

書簽選項(xiàng)

刷新和停止按鈕

主頁(yè)按鈕

瀏覽器高層架構(gòu)

組成瀏覽器的組件有：

用戶界面 用戶界面包含了地址欄，前進(jìn)后退按鈕，書簽菜單等等，除了請(qǐng)求頁(yè)面之外所有你看到的內(nèi)容都是用戶界面的一部分

瀏覽器引擎 瀏覽器引擎負(fù)責(zé)讓 UI 和渲染引擎協(xié)調(diào)工作

渲染引擎 渲染引擎負(fù)責(zé)展示請(qǐng)求內(nèi)容。如果請(qǐng)求的內(nèi)容是 HTML，渲染引擎會(huì)解析 HTML 和 CSS，然后將內(nèi)容展示在屏幕上

網(wǎng)絡(luò)組件 網(wǎng)絡(luò)組件負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)調(diào)用，例如 HTTP 請(qǐng)求等，使用一個(gè)平臺(tái)無(wú)關(guān)接口，下層是針對(duì)不同平臺(tái)的具體實(shí)現(xiàn)

UI后端 UI后端用于繪制基本 UI 組件，例如下拉列表框和窗口。UI 后端暴露一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)無(wú)關(guān)的接口，下層使用操作系統(tǒng)的 UI 方法實(shí)現(xiàn)

Javascript 解釋器 Javascript 解釋器用于解析和執(zhí)行 Javascript 代碼

數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)組件是一個(gè)持久層。瀏覽器可能需要在本地存儲(chǔ)各種各樣的數(shù)據(jù)，例如 Cookie 等。瀏覽器也需要支持諸如 localStorage，IndexedDB，WebSQL 和 FileSystem 之類的存儲(chǔ)機(jī)制

HTML 解析

瀏覽器渲染引擎從網(wǎng)絡(luò)層取得請(qǐng)求的文檔，一般情況下文檔會(huì)分成8kB大小的分塊傳輸。

HTML解析器的主要工作是對(duì)HTML文檔進(jìn)行解析，生成解析樹。

解析樹是以DOM元素以及屬性為節(jié)點(diǎn)的樹。DOM是文檔對(duì)象模型(Document Object Model)的縮寫，它是HTML文檔的對(duì)象表示，同時(shí)也是HTML元素面向外部(如Javascript)的接口。樹的根部是”Document”對(duì)象。整個(gè)DOM和HTML文檔幾乎是一對(duì)一的關(guān)系。

解析算法

HTML不能使用常見的自頂向下或自底向上方法來(lái)進(jìn)行分析。主要原因有以下幾點(diǎn):

語(yǔ)言本身的“寬容”特性

HTML本身可能是殘缺的，對(duì)于常見的殘缺，瀏覽器需要有傳統(tǒng)的容錯(cuò)機(jī)制來(lái)支持它們

解析過(guò)程需要反復(fù)。對(duì)于其他語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，源碼不會(huì)在解析過(guò)程中發(fā)生變化，但是對(duì)于HTML來(lái)說(shuō)，動(dòng)態(tài)代碼，例如腳本元素中包含的 document.write() 方法會(huì)在源碼中添加內(nèi)容，也就是說(shuō)，解析過(guò)程實(shí)際上會(huì)改變輸入的內(nèi)容

由于不能使用常用的解析技術(shù)，瀏覽器創(chuàng)造了專門用于解析HTML的解析器。解析算法在 HTML5 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中有詳細(xì)介紹，算法主要包含了兩個(gè)階段：標(biāo)記化（tokenization）和樹的構(gòu)建。

解析結(jié)束之后

瀏覽器開始加載網(wǎng)頁(yè)的外部資源（CSS，圖像，Javascript 文件等）。

此時(shí)瀏覽器把文檔標(biāo)記為“可交互的”，瀏覽器開始解析處于“推遲”模式的腳本，也就是那些需要在文檔解析完畢之后再執(zhí)行的腳本。之后文檔的狀態(tài)會(huì)變?yōu)椤巴瓿伞?，瀏覽器會(huì)進(jìn)行“加載”事件。

注意解析 HTML 網(wǎng)頁(yè)時(shí)永遠(yuǎn)不會(huì)出現(xiàn)“語(yǔ)法錯(cuò)誤”，瀏覽器會(huì)修復(fù)所有錯(cuò)誤，然后繼續(xù)解析。

執(zhí)行同步 Javascript 代碼。

CSS 解析

根據(jù) CSS詞法和句法 分析CSS文件和 <style> 標(biāo)簽包含的內(nèi)容

每個(gè)CSS文件都被解析成一個(gè)樣式表對(duì)象，這個(gè)對(duì)象里包含了帶有選擇器的CSS規(guī)則，和對(duì)應(yīng)CSS語(yǔ)法的對(duì)象

CSS解析器可能是自頂向下的，也可能是使用解析器生成器生成的自底向上的解析器

頁(yè)面渲染

通過(guò)遍歷DOM節(jié)點(diǎn)樹創(chuàng)建一個(gè)“Frame 樹”或“渲染樹”，并計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)的各個(gè)CSS樣式值

通過(guò)累加子節(jié)點(diǎn)的寬度，該節(jié)點(diǎn)的水平內(nèi)邊距(padding)、邊框(border)和外邊距(margin)，自底向上的計(jì)算”Frame 樹”中每個(gè)節(jié)點(diǎn)首的選(preferred)寬度

通過(guò)自頂向下的給每個(gè)節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)分配可行寬度，計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)的實(shí)際寬度

通過(guò)應(yīng)用文字折行、累加子節(jié)點(diǎn)的高度和此節(jié)點(diǎn)的內(nèi)邊距(padding)、邊框(border)和外邊距(margin)，自底向上的計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)的高度

使用上面的計(jì)算結(jié)果構(gòu)建每個(gè)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)

當(dāng)存在元素使用 floated，位置有 absolutely 或 relatively 屬性的時(shí)候，會(huì)有更多復(fù)雜的計(jì)算，詳見和

創(chuàng)建layer(層)來(lái)表示頁(yè)面中的哪些部分可以成組的被繪制，而不用被重新柵格化處理。每個(gè)幀對(duì)象都被分配給一個(gè)層

頁(yè)面上的每個(gè)層都被分配了紋理(?)

每個(gè)層的幀對(duì)象都會(huì)被遍歷，計(jì)算機(jī)執(zhí)行繪圖命令繪制各個(gè)層，此過(guò)程可能由CPU執(zhí)行柵格化處理，或者直接通過(guò)D2D/SkiaGL在GPU上繪制

上面所有步驟都可能利用到最近一次頁(yè)面渲染時(shí)計(jì)算出來(lái)的各個(gè)值，這樣可以減少不少計(jì)算量

計(jì)算出各個(gè)層的最終位置，一組命令由 Direct3D/OpenGL發(fā)出，GPU命令緩沖區(qū)清空，命令傳至GPU并異步渲染，幀被送到Window Server。

GPU 渲染

在渲染過(guò)程中，圖形處理層可能使用通用用途的CPU，也可能使用圖形處理器GPU

當(dāng)使用GPU用于圖形渲染時(shí)，圖形驅(qū)動(dòng)軟件會(huì)把任務(wù)分成多個(gè)部分，這樣可以充分利用GPU強(qiáng)大的并行計(jì)算能力，用于在渲染過(guò)程中進(jìn)行大量的浮點(diǎn)計(jì)算。

Window Server

后期渲染與用戶引發(fā)的處理

渲染結(jié)束后，瀏覽器根據(jù)某些時(shí)間機(jī)制運(yùn)行JavaScript代碼(比如Google Doodle動(dòng)畫)或與用戶交互(在搜索欄輸入關(guān)鍵字獲得搜索建議)。類似Flash和Java的插件也會(huì)運(yùn)行，盡管Google主頁(yè)里沒有。這些腳本可以觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求，也可能改變網(wǎng)頁(yè)的內(nèi)容和布局，產(chǎn)生又一輪渲染與繪制。

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