从输入URL到页面展示,这中间发生了什么?

用户输入

当用户在地址栏中输入一个查询关键字时,地址栏会判断输入的关键字是搜索内容,还是请求的 URL。
如果是搜索内容,地址栏会使用浏览器默认的搜索引擎,来合成新的带搜索关键字的URL。
如果判断输入内容符合 URL 规则,比如输入的是 time.geekbang.org,那么地址栏会根据规则,把这段内容加上协议,合成为完整的 URL。
当浏览器刚开始加载一个地址之后,标签页上的图标便进入了加载状态。
但此时显示的依然是之前打开的页面内容,并没立即替换为请求的页面。因为需要等待提交文档阶段,页面内容才会被替换。

URL 请求过程

浏览器进程会通过进程间通信(IPC)把 URL请求发送至网络进程,网络进程接收到 URL 请求后,会在这里发起真正的 URL 请求流程。
首先,网络进程会查找本地缓存是否缓存了该资源。如果有缓存资源,那么直接返回资源给浏览器进程;如果在缓存中没有查找到资源,那么直接进入网络请求流程。这请求前的第一步是要进行 DNS 解析,以获取请求域名的服务器 IP 地址。如果请求协议是 HTTPS,那么还需要建立 TLS 连接。
接下来就是利用 IP 地址和服务器建立 TCP 连接。连接建立之后,浏览器端会构建请求行、请求头等信息,并把和该域名相关的 Cookie 等数据附加到请求头中,然后向服务器发送构建的请求信息。
服务器接收到请求信息后,会根据请求信息生成响应数据(包括响应行、响应头和响应体等信息),并发给网络进程。等网络进程接收了响应行和响应头之后,就开始解析响应头的内容了。
(1)重定向
在接收到服务器返回的响应头后,网络进程开始解析响应头,如果发现返回的状态码是301 或者 302,那么说明服务器需要浏览器重定向到其他 URL。这时网络进程会从响应头的 Location 字段里面读取重定向的地址,然后再发起新的 HTTP 或者 HTTPS 请求,一切又重头开始了。
在导航过程中,如果服务器响应行的状态码包含了 301、302 一类的跳转信息,浏览器会跳转到新的地址继续导航;如果响应行是 200,那么表示浏览器可以继续处理该请求。
(2)响应数据类型处理
Content-Type 是 HTTP 头中一个非常重要的字段, 它告诉浏览器服务器返回的响应体数据是什么类型,然后浏览器会根据 Content-Type 的值来决定如何显示响应体的内容。
响应头中的 Content-type 字段的值是 text/html,这就是告诉浏览器,服务器返回的数据是HTML 格式。
Content-Type 的值是 application/octet-stream,显示数据是字节流类型的,通常情况下,浏览器会按照下载类型来处理该请求。如果 Content-Type 字段的值被浏览器判断为下载类型,那么该请求会被提交给浏览器的下载管理器,同时该 URL 请求的导航流程就此结束。但如果是HTML,那么浏览器则会继续进行导航流程。由于 Chrome的页面渲染是运行在渲染进程中的,所以接下来就需要准备渲染进程了。

准备渲染进程

打开一个新页面采用的渲染进程策略就是:通常情况下,打开新的页面都会使用单独的渲染进程;如果从 A 页面打开 B 页面,且 A 和 B 都属于同一站点的话,那么 B 页面复用 A 页面的渲染进程;如果是其他情况,浏览器进程则会为 B 创建一个新的渲染进程。

提交文档

“文档”是指 URL 请求的响应体数据。
“提交文档”的消息是由浏览器进程发出的,渲染进程接收到“提交文档”的消息后,会和网络进程建立传输数据的“管道”。等文档数据传输完成之后,渲染进程会返回“确认提交”的消息给浏览器进程。浏览器进程在收到“确认提交”的消息后,会更新浏览器界面状态,包括了安全状态、地址栏的 URL、前进后退的历史状态,并更新 Web 页面。

渲染阶段

一旦文档被提交,渲染进程便开始页面解析和子资源加载了。一旦页面生成完成,渲染进程会发送一个消息给浏览器进程,浏览器接收到消息后,会停止标签图标上的加载动画。

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