对于前端开发来说，我们平时与浏览器打交道的时间是最多的。可浏览器对前端同学来说更多像一个神秘黑盒子的存在。我们仅仅知道它能做什么，而不知道它是如何做到的。 在我面试和接触过的前端开发者中，70%的前端同学对这部分的知识内容只能达到“一知半解”的程度。甚至还有一部分同学会质疑这部分知识是否重要：这与我们的工作相关吗，学多了会不会偏移前端工作的方向？ 事实上，我们这里所需要了解的浏览器工作原理只是它的大致过程，这部分浏览器工作原理不但是前端面试的常考知识点，它还会辅助你的实际工作，学习浏览器的内部工作原理和个中缘由，对于我们做性能优化、排查错误都有很大的好处。 在我们的课程中，我也会控制浏览器相关知识的粒度，把它保持在“给前端工程师了解浏览器”的水准，而不是详细到“给浏览器开发工程师实现浏览器”的水准。 那么，我们今天开始，来共同思考一下。一个浏览器到底是如何工作的。 实际上，对浏览器的实现者来说，他们做的事情，就是把一个URL变成一个屏幕上显示的网页。 这个过程是这样的： 1. 浏览器首先使用HTTP协议或者HTTPS协议，向服务端请求页面； 1. 把请求回来的HTML代码经过解析，构建成DOM树； 1. 计算DOM树上的CSS属性； 1. 最后根据CSS属性对元素逐个进行渲染，得到内存中的位图； 1. 一个可选的步骤是对位图进行合成，这会极大地增加后续绘制的速度； 1. 合成之后，再绘制到界面上。 我们在开始详细介绍之前，要建立一个感性认识。我们从HTTP请求回来开始，这个过程并非一般想象中的一步做完再做下一步，而是一条流水线。 从HTTP请求回来，就产生了流式的数据，后续的DOM树构建、CSS计算、渲染、合成、绘制，都是尽可能地流式处理前一步的产出：即不需要等到上一步骤完全结束，就开始处理上一步的输出，这样我们在浏览网页时，才会看到逐步出现的页面。 首先我们来介绍下网络通讯的部分。 ## HTTP协议 浏览器首先要做的事就是根据URL把数据取回来，取回数据使用的是HTTP协议，实际上这个过程之前还有DNS查询，不过这里就不详细展开了。 我先来了解下HTTP的标准。 HTTP标准由IETF组织制定，跟它相关的标准主要有两份：
  • HTTP1.1 [https://tools.ietf.org/html/rfc2616](https://tools.ietf.org/html/rfc2616)
  • HTTP1.1 [https://tools.ietf.org/html/rfc7234](https://tools.ietf.org/html/rfc7234)
    • HTTP协议是基于TCP协议出现的，对TCP协议来说，TCP协议是一条双向的通讯通道，HTTP在TCP的基础上，规定了Request-Response的模式。这个模式决定了通讯必定是由浏览器端首先发起的。 大部分情况下，浏览器的实现者只需要用一个TCP库，甚至一个现成的HTTP库就可以搞定浏览器的网络通讯部分。HTTP是纯粹的文本协议，它是规定了使用TCP协议来传输文本格式的一个应用层协议。 下面，我们试着用一个纯粹的TCP客户端来手工实现HTTP一下： ## 实验 我们的实验需要使用telnet客户端，这个客户端是一个纯粹的TCP连接工具（安装方法）。 首先我们运行telnet，连接到极客时间主机，在命令行里输入以下内容： ``` telnet time.geekbang.org 80 ``` 这个时候，TCP连接已经建立，我们输入以下字符作为请求： ``` GET / HTTP/1.1 Host: time.geekbang.org ``` 按下两次回车，我们收到了服务端的回复： ``` HTTP/1.1 301 Moved Permanently Date: Fri, 25 Jan 2019 13:28:12 GMT Content-Type: text/html Content-Length: 182 Connection: keep-alive Location: https://time.geekbang.org/ Strict-Transport-Security: max-age=15768000 <html> <head><title>301 Moved Permanently</title></head> <body bgcolor="white"> <center><h1>301 Moved Permanently</h1></center> <hr><center>openresty</center> </body> </html> ``` 这就是一次完整的HTTP请求的过程了，我们可以看到，在TCP通道中传输的，完全是文本。 在请求部分，第一行被称作 request line，它分为三个部分，HTTP Method，也就是请求的“方法”，请求的路径和请求的协议和版本。 在响应部分，第一行被称作 response line，它也分为三个部分，协议和版本、状态码和状态文本。 紧随在request line或者response line之后，是请求头/响应头，这些头由若干行组成，每行是用冒号分隔的名称和值。 在头之后，以一个空行（两个换行符）为分隔，是请求体/响应体，请求体可能包含文件或者表单数据，响应体则是HTML代码。 ## HTTP协议格式 根据上面的分析，我们可以知道HTTP协议，大概可以划分成如下部分。 我们简单看一下，在这些部分中，path是请求的路径完全由服务端来定义，没有很多的特别内容；而version几乎都是固定字符串；response body是我们最熟悉的HTML，我在后面会有专门的课程介绍，这里也就不多讲了。 下面我们就来逐个给你介绍其它部分。 ## HTTP Method（方法） 我们首先来介绍一下request line里面的方法部分。这里的方法跟我们编程中的方法意义类似，表示我们此次HTTP请求希望执行的操作类型。方法有以下几种定义： - GET - POST - HEAD - PUT - DELETE - CONNECT - OPTIONS - TRACE 浏览器通过地址栏访问页面都是GET方法。表单提交产生POST方法。 HEAD则是跟GET类似，只返回响应头，多数由JavaScript发起。 PUT和DELETE分别表示添加资源和删除资源，但是实际上这只是语义上的一种约定，并没有强约束。 CONNECT现在多用于HTTPS和WebSocket。 OPTIONS和TRACE一般用于调试，多数线上服务都不支持。 ## HTTP Status code（状态码）和 Status text（状态文本） 接下来我们看看response line的状态码和状态文本。常见的状态码有以下几种。 - 1xx：临时回应，表示客户端请继续。
  • 2xx：请求成功。