阿里面試：“說一下從 url 輸入到返回請求的過程”

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作者 | 孟祥_成都

來源 | https://juejin.cn/post/6928677404332425223

前言

年前準(zhǔn)備換工作，總結(jié)了一波面試最頻繁的面試問題跟大家交流。此文章是關(guān)于瀏覽器的常見問題，大概面試10家遇到6家提問類似問題（主要是大廠和中廠）。（面試的部分內(nèi)容已經(jīng)忘了，為了串聯(lián)成一個完整的故事，增加可讀性，20%的內(nèi)容為虛構(gòu)），目前入職滴滴出行成都團隊。

問題: 從瀏覽器地址欄輸入url到請求返回發(fā)生了什么？

你一看這種爛掉牙的問題，小case，但996面試大佬由此延展的問題已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了這個問題本身了，不信你就接著看。

我回答了首先會進行 url 解析，根據(jù) dns 系統(tǒng)進行 ip 查找。

話音剛落，此時一位喜歡修福報的公司的大佬打斷了我，說url為啥要解析，dns查詢規(guī)則是什么？我一聽就心里想，不按套路出牌啊，網(wǎng)上一般都沒問這兩個問題，心里再一想，俗話說，萬事開頭難，扛過這一波，答出來，就是陽光明媚，萬物騷動的春天！

先說為什么url要解析（也就是編碼)

• 我回答大概內(nèi)容是：因為網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了URL只能是字母和數(shù)字，還有一些其它特殊符號（-_.~ ! * ' ( ) ; : @ & = + $ , / ? # [ ]，特殊符號是我下來查的資料，實在背不住這么多，比較常見的就是不包括百分號和雙引號），而且如果不轉(zhuǎn)義會出現(xiàn)歧義，比如http:www.baidu.com?key=value,假如我的key本身就包括等于=符號，比如ke=y=value，就會出現(xiàn)歧義，你不知道=到底是連接key和value的符號，還是說本身key里面就有=。
• 大佬接著毒打我說，那url編碼的規(guī)則是什么呢，我說utf-8
• 大佬接著窮追不舍，為啥是utf-8呢，所有瀏覽器都是這樣嗎？中文的話用gb2312編碼嗎，還有就是萬一瀏覽器不是你說的這樣統(tǒng)一用utf-8，你怎么保證都是utf-8的編碼?
• 我支支吾吾的說，我了解的大概是這樣，不太清楚, 應(yīng)該和html本身的編碼格式有關(guān)，然后怎么保證utf-8的編碼，我覺得可以用encodeURIComponent
• 大佬說encodeURIComponent比encodeURI有什么區(qū)別?
• 區(qū)別就是encodeURIComponent編碼范圍更廣，適合給參數(shù)編碼，encodeURI適合給URL本身（locaion.origin）編碼,當(dāng)然項目里一般都是用qs庫去處理

然后說說dns解析流程，并且html如何做dns優(yōu)化

首先dns這個屬于很久以前在計算機網(wǎng)絡(luò)謝希仁版看到過了，有一些細(xì)節(jié)忘了，但是大致流程是記得的。比如說查詢一個網(wǎng)址為：www.baidu.com

1、器中輸入https://www.baidu.com 域名，操作系統(tǒng)會先查hosts件是否有記錄，有的話就會把相對應(yīng)映射的IP返回。

2、hosts文件沒有就去查本地dns解析器有沒有緩存。（這個我沒答上來）

3、然后就去找我們計算機上配置的dns服務(wù)器上有或者有緩存，就返回

4、還沒有的話就去找根DNS服務(wù)器(全球13臺，固定ip地址)，然后判斷.com域名是哪個服務(wù)器管理，如果無法解析，就查找.baidu.com服務(wù)器是否能解析，直到查到www.baidu.com的IP地址

注:后面查資料才發(fā)現(xiàn)dns查詢有兩種模式，一種是轉(zhuǎn)發(fā)模式，一種是非轉(zhuǎn)發(fā)模式，我上面說的4是非轉(zhuǎn)發(fā)模式。

前端的dns優(yōu)化，可以在html頁面頭部寫入dns緩存地址，比如

<meta http-equiv="x-dns-prefetch-control" content="on" />
<link rel="dns-prefetch" href="http://bdimg.share.baidu.com" />

終于抗過了第一輪的猛問，接著我繼續(xù)說從瀏覽器地址欄輸入url到請求返回發(fā)生了什么？

查找到IP之后，就是http協(xié)議的三次握手（以及后面會涉及到四次分手）

我剛恢復(fù)節(jié)奏，準(zhǔn)備侃侃而談，修福報的大佬再次打斷了我，說三次握手，為啥兩次不行，順便說一下3次握手發(fā)生了什么。

我去，大意了，沒有閃，這是不是說我每說一句都要夾雜著各種問題，太難了?。。。?/span>

沒有辦法，繼續(xù)回答大佬，我說我先回答三次握手發(fā)生的事情吧，簡答來說：

• 第一次握手：主機A發(fā)送位碼為SYN＝1的TCP包給服務(wù)器，并且隨機產(chǎn)生一個作為確認(rèn)號（這是tcp包的一部分），主機B收到SYN碼后直到A要求建立連接;
• 第二次握手：主機B收到請求后，向A發(fā)送確認(rèn)號（主機A的seq+1），syn=1，seq = 隨機數(shù) 的TCP包；
• 主機A收到后檢查確認(rèn)號是否正確，即第一次A發(fā)送的確認(rèn)號是否+1了，以及位碼ack是否為1，若正確，主機A會再發(fā)送確認(rèn)號(主機B的seq+1)，ack=1，主機B收到后確認(rèn)seq值與ack=1則連接建立成功。

接著補上小問題為什么兩次握手不行，因為第二次握手，主機B還不能確認(rèn)主機A已經(jīng)收到確認(rèn)請求，也是說B認(rèn)為建立好連接，開始發(fā)數(shù)據(jù)了，結(jié)果發(fā)出去的包一直A都沒收到，那攻擊B就很容易了，我專門發(fā)包不接收，服務(wù)器很容易就掛了。

接著，大佬說出個加分題，我看你不是科班出身，能答多少是多少。問題是,從網(wǎng)卡把數(shù)據(jù)包傳輸出去到服務(wù)器發(fā)生了什么，提示我OSI參考模型

我一聽，好嘛，這不是計算機網(wǎng)絡(luò)的知識嗎，幸虧之前看過書，但也是好久以前看過了，只能憑借自己的理解解答了。

• 我說，先從局域網(wǎng)把數(shù)據(jù)發(fā)送到公司的交換機（如果交換機沒有緩存本地mac地址和IP地址的映射，此時會通過ARP協(xié)議來獲得），交換機的好處是可以隔離沖突域（因為以太網(wǎng)用的是CSMA/CD協(xié)議,這個協(xié)議規(guī)定網(wǎng)線上同一時刻只能有一臺機器發(fā)送數(shù)據(jù)），這樣就可以不僅僅同一時刻只有一臺機器發(fā)送網(wǎng)絡(luò)包了
• 然后交換機再將數(shù)據(jù)發(fā)送到路由器，路由器相當(dāng)于公司網(wǎng)關(guān)（我們公司小），路由器具有轉(zhuǎn)發(fā)和分組數(shù)據(jù)包的功能（路由器通過選定的路由協(xié)議會構(gòu)造出路由表，同時不定期的跟相鄰路由器交換路由信息），然后這算是經(jīng)過了物理層，數(shù)據(jù)鏈路層（以太網(wǎng)）,開始到網(wǎng)絡(luò)層進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)了
• 然后路由器轉(zhuǎn)發(fā)IP數(shù)據(jù)報，一般公司的IP地址都會經(jīng)過NAT轉(zhuǎn)換，讓內(nèi)網(wǎng)的ip也能夠訪問外網(wǎng)，我們公司我注意了一下是192.168打頭的內(nèi)網(wǎng)ip地址。通過路由器的分組傳輸，所有數(shù)據(jù)到達服務(wù)器。
• 然后服務(wù)器的上層協(xié)議傳輸層協(xié)議開始發(fā)揮作用，根據(jù)tcp包里的端口號，讓服務(wù)器特定的服務(wù)來處理到來的數(shù)據(jù)包，并且tcp是面向字節(jié)流的(tcp有四大特性，可靠傳輸、流量控制、擁塞控制、連接管理)，所以我們node的request對象，它的監(jiān)聽事件data事件為什么要用字符串一起拼接起來呢（buffer），就是因為tcp本身就是字節(jié)流，request對象使用的data（http層面）是tcp傳來的數(shù)據(jù)塊。
• 最后數(shù)據(jù)由傳輸層轉(zhuǎn)交給應(yīng)用層，也就是http服務(wù)（或者h(yuǎn)ttps），后端經(jīng)過一系列邏輯處理，返回給前端數(shù)據(jù)。

答完這里，我說大佬我只知道大概的流程，具體細(xì)節(jié)我不是很清楚，但自己后面會補上。。。

大佬讓我繼續(xù)，我就接著3次握手之后接著說道，建立完鏈接，就該請求html文件了，如果html文件在緩存里面瀏覽器直接返回，如果沒有，就去后臺拿

剛說到緩存，立馬就有一種不詳?shù)念A(yù)感，果不其然大佬先讓把緩存解釋一下。緩存這種問爛的問題，本以為能輕松應(yīng)對，結(jié)果還是被問了個滿頭包。。。。

堅決不給中國人發(fā)Offer的GitLab成立中國公司！立志3-5年上市，怕是聞到了韭菜香？

我說的大概意思是:

• 瀏覽器首次加載資源成功時，服務(wù)器返回200，此時瀏覽器不僅將資源下載下來，而且把response的header(里面的date屬性非常重要，用來計算第二次相同資源時當(dāng)前時間和date的時間差)一并緩存;
• 下一次加載資源時，首先要經(jīng)過強緩存的處理，cache-control的優(yōu)先級最高，比如cache-control：no-cache,就直接進入到協(xié)商緩存的步驟了，如果cache-control：max-age=xxx,就會先比較當(dāng)前時間和上一次返回200時的時間差，如果沒有超過max-age，命中強緩存，不發(fā)請求直接從本地緩存讀取該文件（這里需要注意，如果沒有cache-control，會取expires的值，來對比是否過期），過期的話會進入下一個階段，協(xié)商緩存
• 協(xié)商緩存階段，則向服務(wù)器發(fā)送header帶有If-None-Match和If-Modified-Since的請求，服務(wù)器會比較Etag，如果相同，命中協(xié)商緩存，返回304；如果不一致則有改動，直接返回新的資源文件帶上新的Etag值并返回200;
• 協(xié)商緩存第二個重要的字段是，If-Modified-Since，如果客戶端發(fā)送的If-Modified-Since的值跟服務(wù)器端獲取的文件最近改動的時間，一致則命中協(xié)商緩存，返回304；不一致則返回新的last-modified和文件并返回200;

果不其然，大佬問了一些緩存不常問的，首先就是問我知道什么是from disk cache和from memory cache嗎，什么時候會觸發(fā)？

• 我說強緩存會觸發(fā)，這兩種，具體什么行為不知道,大概內(nèi)容如下：

1、先查找內(nèi)存，如果內(nèi)存中存在，從內(nèi)存中加載；
2、如果內(nèi)存中未查找到，選擇硬盤獲取，如果硬盤中有，從硬盤中加載；
3、如果硬盤中未查找到，那就進行網(wǎng)絡(luò)請求；
4、加載到的資源緩存到硬盤和內(nèi)存；

接著大佬又問知道什么是啟發(fā)式緩存嗎，在什么條件下觸發(fā)？

這個問題給我的感覺就兩個字，懵逼！然后如實回答不知道。（查了下資料大概如下）

啟發(fā)式緩存:

如果響應(yīng)中未顯示Expires，Cache-Control：max-age或Cache-Control：s-maxage，并且響應(yīng)中不包含其他有關(guān)緩存的限制，緩存可以使用啟發(fā)式方法計算新鮮度壽命。通常會根據(jù)響應(yīng)頭中的2個時間字段 Date 減去 Last-Modified 值的 10% 作為緩存時間。

// Date 減去 Last-Modified 值的 10% 作為緩存時間。
// Date：創(chuàng)建報文的日期時間, Last-Modified 服務(wù)器聲明文檔最后被修改時間
  response_is_fresh =  max(0,（Date -  Last-Modified)) % 10

接著回答，我說返回html之后，會解析html,這部分知識我提前準(zhǔn)備過，但是答的不是很詳細(xì)，大概意思就是cssom + domTree = html,然后布局和繪制

• 構(gòu)建DOM樹(DOM tree)：從上到下解析HTML文檔生成DOM節(jié)點樹（DOM tree），也叫內(nèi)容樹（content tree）；
• 構(gòu)建CSSOM(CSS Object Model)樹：加載解析樣式生成CSSOM樹；
• 執(zhí)行JavaScript：加載并執(zhí)行JavaScript代碼（包括內(nèi)聯(lián)代碼或外聯(lián)JavaScript文件）；
• 構(gòu)建渲染樹(render tree)：根據(jù)DOM樹和CSSOM樹,生成渲染樹(render tree)；
• 渲染樹：按順序展示在屏幕上的一系列矩形，這些矩形帶有字體，顏色和尺寸等視覺屬性。
• 布局（layout）：根據(jù)渲染樹將節(jié)點樹的每一個節(jié)點布局在屏幕上的正確位置；
• 繪制（painting）：遍歷渲染樹繪制所有節(jié)點，為每一個節(jié)點適用對應(yīng)的樣式，這一過程是通過UI后端模塊完成；

接著面試官問我一些頁面渲染層的一些優(yōu)化手段，大概如下：

頁面渲染優(yōu)化

• HTML文檔結(jié)構(gòu)層次盡量少，最好不深于六層；
• 腳本盡量后放，放在前即可；
• 少量首屏樣式內(nèi)聯(lián)放在標(biāo)簽內(nèi)；
• 樣式結(jié)構(gòu)層次盡量簡單；
• 在腳本中盡量減少DOM操作，盡量緩存訪問DOM的樣式信息，避免過度觸發(fā)回流；
• 減少通過JavaScript代碼修改元素樣式，盡量使用修改class名方式操作樣式或動畫；
• 動畫盡量使用在絕對定位或固定定位的元素上；
• 隱藏在屏幕外，或在頁面滾動時，盡量停止動畫；
• 盡量緩存DOM查找，查找器盡量簡潔；
• 涉及多域名的網(wǎng)站，可以開啟域名預(yù)解析

最后面試官問我，如何診斷頁面渲染時各個性能指標(biāo)，我大概說了，通過chrome瀏覽器的工具，比如看網(wǎng)絡(luò)請求情況的network，還有看頁面渲染情況的perfermance，以后有機會自己總結(jié)一篇。

<END>

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