當咱們在瀏覽器中輸入一個URL後，發生了什麼？

寫在開頭：這篇文章被我納入博客性能優化類別，是由於我認爲若是咱們要優化網站性能、提高用戶體驗，首要目標就是要知道用戶在本地請求並加載你的網頁的過程當中，到底發生了什麼，在此基礎上咱們才能更好的優化網頁。

原文發表在個人我的博客: kmknkk.xin

圖源：知乎-張秋怡

瀏覽器解析並查詢緩存

DNS查詢

• DNS查詢順序以下，若其中一步成功則直接跳到創建連接部分：

  • 瀏覽器自身DNS
  • 操做系統DNS
  • 本地hosts文件
  • 向域名服務器發送請求

創建連接

• TCP三次握手(three-way handshaking)

  • 發送方:SYN(synchronize)
  • 接收方:SYN/ACK(acknowledgement),確認信息傳達
  • 發送方:ACK - 確認接收方在線可收消息，握手結束
  • Accept

TCP三次握手的的好處在於：發送方能夠確認接收方仍然在線，不會由於白髮送而浪費資源。

發送HTTP請求

• 報文首部(GET /index.html HTTP/1.1)

  • 方法
  • URL
  • HTTP版本
• 空行(CR+LF)
• 報文主體

注意:
1.HTTP是無鏈接、無狀態的，即HTTP在傳輸完成後就會斷開(HTTP1.1之前)，而且不會記錄訪問者的狀態。

從HTTP/1.1開始才默認支持持久化鏈接，即通訊一次之後鏈接不中斷，HTTP/1.0須要手動設置：keep-alive。

正常來講，HTTP請求、響應方式爲每請求一次就響應一次:

請求1 -> 響應1 -> 請求2 -> 響應2 -> 請求3 -> 響應3

若採用持久鏈接請求管線化方式：

請求1 -> 請求2 -> 請求3 -> 響應1 -> 響應2 -> 響應3

使用管線化的條件：

• 服務端須要支持管線化
• 只有GET和HEAD能夠進行管線化，POST請求有所限制
• 管線化不會影響響應到來的順序

2.關於CR(Carriage Return,回車)和LF(Line Feed,換行)

Dos和Windows採用CR/LF表示下一行
UNIX/Linux採用LF表示下一行
MAC OS系統則採用CR表示下一行

服務器發送響應

• 報文首部(HTTP/1.1 200 OK)

  • HTTP版本
  • 響應狀態碼
  • 狀態碼信息
• 空行(CR+LF)
• 報文主體

客戶端收到頁面，瀏覽器渲染頁面

執行如下過程：

解析HTML

• 根據DOCTYPE來肯定文檔類型(最多見的就是HTML5,注意若是是HTML4的話有嚴格和寬鬆模式之分)
• 構建DOM樹(根據HTML構建相似於二叉樹的結構樹)

• 下載資源

  • CSS - 構建CSSOM樹
  • js - 等下下載並執行後解析

瀏覽器渲染

在聊瀏覽器渲染以前，咱們先明確一個概念： 事實上，咱們看到的頁面並非直觀所見的一層圖頁，而是由許多DOM元素渲染層(Layers)組成的，以下圖。

頁面的渲染過程

因此一個的頁面的渲染過程由以下幾步構成：

• 構建渲染樹(Render Tree): 根據DOM和CSSOM樹渲染，不可見元素不被會渲染

• 佈局(layout): CPU根據渲染樹佈局計算元素的具體位置和大小，轉換成絕對像素，而且根據樣式，分割成多個獨立的渲染層(Layers)，將每一層對應到位圖中
• 繪製(Paint): GPU根據每一個渲染層(Layers)的位圖繪製每一個點，即像素填充,而且將因此渲染層緩存，若是下次頁面變更可是渲染層沒變就不會觸發重繪。
• 層級合成(Compositing): 顧名思義，即處理多層渲染層之間的關係，將其合成爲一個完整的頁面。

重繪和重排

重繪（repaint）:

• 元素視覺表現屬性被改變即觸發重繪，如改變visibility，color等，不會影響到dom結構

reflow（重排）:

• 與repaint區別就是：全部影響dom的元素佈局的事件都會觸發重排。同時也會觸發repaint。
• 這種開銷是很是昂貴的，致使性能降低是必然的，頁面元素越多效果越明顯。

reflow常見狀況：

• 增刪改DOM節點
• 移動DOM的位置或是動畫顯示(因此儘可能用canvas來作動畫)
• 修改width、display等CSS樣式
• resize窗口或是滾動的時候
• 修改網頁默認字體(不建議)
• display:none會觸發reflow和repaint，而visibility:hidden只會產生repaint

顯而易見，要提升頁面性能，首要目標就是減小重繪重排，具體方法包括當不限於如下幾種：

• 壓縮DOM深度，以避免內層元素改變而致使多個外層都改變。
• 對於沒用的元素，儘可能設置爲display:none，減輕繪製壓力。
• 在對DOM進行大量元素操做時，咱們可使用利用DocumentFragment對象進行操做，最後再一次性裝載進DOM結構中。
• 指定img的大小：因爲img是內聯元素，因此在加載後會改變寬高，嚴重的會致使整個頁面重排，因此最好在渲染前就設置好其寬高，或者讓其脫離文檔流。

DOM渲染層(Layers)與GPU硬件加速

知道了瀏覽器頁面的渲染合成過程後，咱們不可貴出一個結論：

若是咱們把會發生大量重繪重排的元素提取出來，單獨觸發一個渲染層(Layer)，就不會把其餘元素一塊兒帶着重繪，這會大大提升頁面性能。

那麼如何觸發渲染層，讓GPU來加速繪製呢？最簡單的方法有如下三種：

will-change: transform;
will-change: opacity;
transform: translateZ(0);

PS：使用Layers來觸發GPU加速(硬件加速)也會帶來負面影響，如電量損失過快、佔用內存和GPU等。因此在使用中要注意不能濫用，在常觸發重繪和重排的元素上使用便可。