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前端开发需要了解的浏览器通识

2021-12-02 12:03:54 作者：互联网

浏览器通识

浏览器通识

一、浏览器架构

1、单进程浏览器时代

2007年之前，市面上浏览器都是单进程的,在同一个进程里会存在网络、插件、JavaScript运行环境、渲染引擎和页面等。
缺点

不稳定：一个节点崩溃，整个浏览器崩溃
不流畅：运行在同一个线程，需要重上到下一次完成
不安全：通过浏览器的漏洞来获取系统权限，可以对你的电脑做一些恶意的事情

2、多进程浏览器时代

新的Chrome浏览器包括：

1个浏览器（Browser）主进程：界面显示、用户交互、子进程管理，同时提供存储等功能
1个 GPU 进程：UI界面都选择采用GPU来绘制
1个网络（NetWork）进程：网络资源加载
多个渲染进程：将 HTML、CSS 和 JavaScript 转换为用户可以与之交互的网页
多个插件进程：负责插件的运行
浏览器是多进程的优点
一个页面崩溃不会影响到整个浏览器
多进程可以充分利用现代 CPU 多核的优势。
方便使用沙盒模型隔离插件等进程,提高浏览器的稳定性。

3、Chrome 打开一个页面需要启动多少进程？分别有哪些进程？

打开 1 个页面至少需要 1 个网络进程、1 个浏览器进程、1 个 GPU 进程以及 1 个渲染进程，共 4 个；
最新的 Chrome 浏览器包括：1 个浏览器（Browser）主进程、1 个 GPU 进程、1 个网络（NetWork）进程、多个渲染进程和多个插件进程。

二、javascript单线程

1、为什么采用单线程

主要用途是与用户互动，以及操作DOM。如果JavaScript是多线程的，会带来很多复杂的问题。
Web Worker：为 JavaScript 创造多线程环境，允许主线程创建 Worker 线程，将一些任务分配给后者运行。但是子线程完全受主线程控制，且不得操作DOM

2、浏览器内核中线程之间的关系

GUI渲染线程和JS引擎线程互斥
JS阻塞页面加载：js如果执行时间过长就会阻塞页面

3、进程和线程又是什么呢

进程：是 CPU 资源分配的最小单位（是能拥有资源和独立运行的最小单位）。
线程：是 CPU 调度的最小单位（是建立在进程基础上的一次程序运行单位）。

4、任务队列

JS 是单线程的，同步执行任务会造成浏览器的阻塞，所以我们将 JS 分成一个又一个的任务，通过不停的循环来执行事件队列中的任务。

单线程就意味着，所有任务都要排队执行，前一个任务结束，才会执行后一个任务。
如果当前线程空闲，并且队列为空，那每次加入队列的函数将立即执行。

三、渲染机制

1. 浏览器如何渲染网页

浏览器渲染一共有五步

处理 HTML 并构建 DOM 树。
处理 CSS构建 CSSOM 树。
将 DOM 与 CSSOM 合并成一个渲染树。
根据渲染树来布局，计算每个节点的位置。
调用 GPU 绘制，合成图层，显示在屏幕上

第四步和第五步是最耗时的部分，这两步合起来，就是我们通常所说的渲染

在构建 CSSOM 树时，会阻塞渲染，直至 CSSOM树构建完成
当 HTML 解析到 script 标签时，会暂停构建 DOM，完成后才会从暂停的地方重新开始

四、缓存机制

1、常见 http 缓存的类型

私有/浏览器/本地缓存
代理缓存

2、缓存的好处

减少了冗余的数据传输，减少网费
减少服务器端的压力
W3. eb 缓存能够减少延迟与网络阻塞，进而减少显示某个资源所用的时间
加快客户端加载网页的速度

3、浏览器缓存总结

浏览器缓存分为强缓存和协商缓存。

强缓存

对一个网站而言，CSS、JavaScript、图片等静态资源更新的频率都比较低，而这些文件又几乎是每次HTTP请求都需要的，如果将这些文件缓存在浏览器中，可以极好的改善性能。

通过设置http头中的cache-control和expires的属性，可设定浏览器缓存，将静态内容设为永不过期，或者很长时间后才过期。

1、Cache-Control
Cache-Control属性是在服务器端配置的，不同的服务器有不同的配置，apache、nginx、IIS、tomcat等配置都不尽相同。
以Apache为例，在http.conf中做如下配置：

<filesMatch ”.(jpg|jpeg|png|gif|ico)$”>
	Header set Cache Control max-age=16768000,public
</filesMatch>
<filesMatch ”.(css|js)$”>
	Header set Cache Control max-age=2628000,public
</filesMatch>

问题：浏览器缓存的资源，若又想更新资源，如何实现？
解决：通过修改该资源的名称来实现。修改了资源名称，浏览器会当做不同的资源。
Cache-Control相关属性
no-cache：不使用本地缓存。
no-store：直接禁止游览器缓存数据，
public：可以被所有的用户缓存，
private：只能被终端用户的浏览器缓存，
max-age：从当前请求开始，
must-revalidate，当缓存过期时，

2、Expires
Expires属性也是在服务端配置的，具体的配置也根据服务器而定。
问题：可能存在客户端时间跟服务端时间不一致的问题。
解决：建议Expires结合Cache-Control一起使用。

Cache-Control: public
Expires: Wed, Jan 10 2018 00:27:04 GMT

过程

第一次浏览器发送请求给服务器时，此时浏览器还没有本地缓存副本，服务器返回资源给浏览器，响应码是200 OK，浏览器收到资源后，把资源和对应的响应头一起缓存下来
第二次浏览器准备发送请求给服务器时候，浏览器会先检查上一次服务端返回的响应头信息中的Cache-Control，它的值是一个相对值，单位为秒，表示资源在客户端缓存的最大有效期，过期时间为第一次请求的时间减去Cache-Control的值，过期时间跟当前的请求时间比较，如果本地缓存资源没过期，那么命中缓存，不再请求服务器
如果没有命中，浏览器就会把请求发送给服务器，进入缓存协商阶段。

协商缓存

览器在第一次访问页面时向服务器请求资源，并缓存起来，下次再访问时会判断在缓存中是否已有该资源且有没有更新过，如果已有该资源且未更新过，则直接从浏览器缓存中读取。

原理：
通过HTTP 请求头中的 If-Modified-Since（If-No-Match）和响应头中的Last-Modified（ETag）来实现
HTTP请求把 If-Modified-Since（If-No-Match）传给服务器
服务器将其与Last-Modified（ETag）对比，若相同，则文件没有被改动过，则返回304，直接浏览器缓存中读取资源即可。

缓存位置

Service Worker
Memory Cache
Disk Cache
Push Cache

Service Worker

离线缓存: 这个应用场景比如PWA，它借鉴了Web Worker思路，由于它脱离了浏览器的窗体，因此无法直接访问DOM。它能完成的功能比如：离线缓存、消息推送和网络代理，其中离线缓存就是Service Worker Cache。

Memory Cache

内存缓存：从效率上讲它是最快的，从存活时间来讲又是最短的，当渲染进程结束后，内存缓存也就不存在了。

Disk Cache

存储在磁盘中的缓存：从存取效率上讲是比内存缓存慢的，优势在于存储容量和存储时长。

Push Cache

推送缓存：这算是浏览器中最后一道防线吧，它是HTTP/2的内容

六、浏览器存储

短暂性存储：我们只需要将数据存在内存中，只在运行时可用
持久性存储：可以分为浏览器端与服务器端
- 浏览器:
  1. cookie: 通常用于存储用户身份，登录状态等
  2. localStorage / sessionStorage: 长久储存/窗口关闭删除，体积限制为 4~5M
  3. indexDB：浏览器提供的本地数据库
- 服务器:
  1. 分布式缓存 redis
  2. 数据库

存储大小：
cookie数据大小不能超过4k
sessionStorage和localStorage虽然也有存储大小的限制，但比cookie大得多，可以达到5M或更大

有效期时间：
localStorage 存储持久数据，浏览器关闭后数据不丢失除非主动删除数据
sessionStorage 数据在当前浏览器窗口关闭后自动删除
cookie 设置的cookie过期时间之前一直有效，即使窗口或浏览器关闭

七、跨域处理方案

九种实用的前端跨域处理方案

八、安全

网站安全问题汇总

九、PWA渐进式web应用--离线存储

PWA渐进式web应用

十、DOM节点操作

JavaScript之BOM和DOM及其兼容操作详细总结
(1)创建新节点

createDocumentFragment()    //创建一个DOM片段
createElement()   //创建一个具体的元素
createTextNode()   //创建一个文本节点

（2）添加、移除、替换、插入

appendChild(node)
removeChild(node)
replaceChild(new,old)
insertBefore(new,old)

（3）查找

getElementById();
getElementsByName();
getElementsByTagName();
getElementsByClassName();
querySelector();
querySelectorAll();

（4）属性操作

getAttribute(key);
setAttribute(key, value);
hasAttribute(key);
removeAttribute(key);

十一、页面加载过程

当我们打开网址的时候，浏览器会从服务器中获取到 HTML 内容
浏览器获取到 HTML 内容后，就开始从上到下解析 HTML 的元素
<head>元素内容会先被解析，此时浏览器还没开始渲染页面
当浏览器解析到这里时（步骤 3），会暂停解析并下载 JavaScript 脚本
当 JavaScript 脚本下载完成后，浏览器的控制权转交给 JavaScript 引擎。当脚本执行完成后，控制权会交回给渲染引擎，渲染引擎继续往下解析 HTML 页面
此时<body>元素内容开始被解析，浏览器开始渲染页面]

js延迟加载的方式有哪些

将 js 脚本放在文档的底部，来使 js 脚本尽可能的在最后来加载执行
给 js 脚本添加 defer 属性，这个属性会让脚本的加载与文档的解析同步解析，然后在文档解析完成后再执行这个脚本文件，这样的话就能使页面的渲染不被阻塞。多个设置了 defer 属性的脚本按规范来说最后是顺序执行的，但是在一些浏览器中可能不是这样
给 js 脚本添加 async属性，这个属性会使脚本异步加载，不会阻塞页面的解析过程，但是当脚本加载完成后立即执行 js脚本，这个时候如果文档没有解析完成的话同样会阻塞。多个 async 属性的脚本的执行顺序是不可预测的，一般不会按照代码的顺序依次执行
动态创建 DOM 标签的方式，我们可以对文档的加载事件进行监听，当文档加载完成后再动态的创建 script 标签来引入 js 脚本

十二、输入url到展示过程

基础版本

浏览器根据请求的URL交给DNS域名解析，找到真实IP，向服务器发起请求；
服务器交给后台处理完成后返回数据，浏览器接收文件（HTML、JS、CSS、图象等）；
浏览器对加载到的资源（HTML、JS、CSS等）进行语法解析，建立相应的内部数据结构（如HTML的DOM）；
载入解析到的资源文件，渲染页面，完成。

从浏览器接收url到开启网络请求线程（这一部分可以展开浏览器的机制以及进程与线程之间的关系）
开启网络线程到发出一个完整的HTTP请求（这一部分涉及到dns查询，TCP/IP请求，五层因特网协议栈等知识）
从服务器接收到请求到对应后台接收到请求（这一部分可能涉及到负载均衡，安全拦截以及后台内部的处理等等）
后台和前台的HTTP交互（这一部分包括HTTP头部、响应码、报文结构、cookie等知识，可以提下静态资源的cookie优化，以及编码解码，如gzip压缩等）
单独拎出来的缓存问题，HTTP的缓存（这部分包括http缓存头部，ETag，catch-control等）
浏览器接收到HTTP数据包后的解析流程（解析html-词法分析然后解析成dom树、解析css生成css规则树、合并成render树，然后layout、painting渲染、复合图层的合成、GPU绘制、外链资源的处理、loaded和DOMContentLoaded等）
CSS的可视化格式模型（元素的渲染规则，如包含块，控制框，BFC，IFC等概念）
JS引擎解析过程（JS的解释阶段，预处理阶段，执行阶段生成执行上下文，VO，作用域链、回收机制等等）
其它（可以拓展不同的知识模块，如跨域，web安全，hybrid模式等等内容）

标签：缓存,浏览器,渲染,通识,Cache,进程,解析,前端开发
来源： https://www.cnblogs.com/ypSharing/p/15632567.html