阿里面试：“说一下从 url 输入到返回请求的过程”
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2021-04-14 14:11
作者 | 孟祥_成都
来源 | https://juejin.cn/post/6928677404332425223
前言
年前准备换工作，总结了一波面试最频繁的面试问题跟大家交流。此文章是关于浏览器的常见问题，大概面试10家遇到6家提问类似问题（主要是大厂和中厂）。（面试的部分内容已经忘了，为了串联成一个完整的故事，增加可读性，20%的内容为虚构），目前入职滴滴出行成都团队。
问题: 从浏览器地址栏输入url到请求返回发生了什么
你一看这种烂掉牙的问题，小case，但996面试大佬由此延展的问题已经远远超越了这个问题本身了，不信你就接着看。
我回答了首先会进行 url 解析，根据 dns 系统进行 ip 查找。
话音刚落，此时一位喜欢修福报的公司的大佬打断了我，说url为啥要解析，dns查询规则是什么？我一听就心里想，不按套路出牌啊，网上一般都没问这两个问题，心里再一想，俗话说，万事开头难，扛过这一波，答出来，就是阳光明媚，万物骚动的春天！
先说为什么url要解析（也就是编码)
我回答大概内容是：因为网络标准规定了URL只能是字母和数字，还有一些其它特殊符号（-_.~ ! * ' ( ) ; : @ & = + $ , / ? # [ ]，特殊符号是我下来查的资料，实在背不住这么多，比较常见的就是不包括百分号和双引号），而且如果不转义会出现歧义，比如 http:www.baidu.com?key=value,假如我的key本身就包括等于=符号，比如ke=y=value，就会出现歧义，你不知道=到底是连接key和value的符号，还是说本身key里面就有=。大佬接着毒打我说，那url编码的规则是什么呢，我说utf-8 大佬接着穷追不舍，为啥是utf-8呢，所有浏览器都是这样吗？中文的话用gb2312编码吗，还有就是万一浏览器不是你说的这样统一用utf-8，你怎么保证都是utf-8的编码? 我支支吾吾的说，我了解的大概是这样，不太清楚, 应该和html本身的编码格式有关，然后怎么保证utf-8的编码，我觉得可以用encodeURIComponent 大佬说encodeURIComponent比encodeURI有什么区别? 区别就是encodeURIComponent编码范围更广，适合给参数编码，encodeURI适合给URL本身（locaion.origin）编码,当然项目里一般都是用qs库去处理
然后说说dns解析流程，并且html如何做dns优化
首先dns这个属于很久以前在计算机网络谢希仁版看到过了，有一些细节忘了，但是大致流程是记得的。比如说查询一个网址为：www.baidu.com
1、器中输入https://www.baidu.com 域名，操作系统会先查hosts件是否有记录，有的话就会把相对应映射的IP返回。
2、hosts文件没有就去查本地dns解析器有没有缓存。（这个我没答上来）
3、然后就去找我们计算机上配置的dns服务器上有或者有缓存，就返回
4、还没有的话就去找根DNS服务器(全球13台，固定ip地址)，然后判断.com域名是哪个服务器管理，如果无法解析，就查找.baidu.com服务器是否能解析，直到查到www.baidu.com的IP地址
注:后面查资料才发现dns查询有两种模式，一种是转发模式，一种是非转发模式，我上面说的4是非转发模式。
前端的dns优化，可以在html页面头部写入dns缓存地址，比如
<meta http-equiv="x-dns-prefetch-control" content="on" />
<link rel="dns-prefetch" href="http://bdimg.share.baidu.com" />
终于抗过了第一轮的猛问，接着我继续说从浏览器地址栏输入url到请求返回发生了什么？
查找到IP之后，就是http协议的三次握手（以及后面会涉及到四次分手）
我刚恢复节奏，准备侃侃而谈，修福报的大佬再次打断了我，说三次握手，为啥两次不行，顺便说一下3次握手发生了什么。
我去，大意了，没有闪，这是不是说我每说一句都要夹杂着各种问题，太难了啊！！！
没有办法，继续回答大佬，我说我先回答三次握手发生的事情吧，简答来说：
第一次握手：主机A发送位码为SYN＝1的TCP包给服务器，并且随机产生一个作为确认号（这是tcp包的一部分），主机B收到SYN码后直到A要求建立连接; 第二次握手：主机B收到请求后，向A发送确认号（主机A的seq+1），syn=1，seq = 随机数 的TCP包； 主机A收到后检查确认号是否正确，即第一次A发送的确认号是否+1了，以及位码ack是否为1，若正确，主机A会再发送确认号(主机B的seq+1)，ack=1，主机B收到后确认seq值与ack=1则连接建立成功。
接着补上小问题为什么两次握手不行，因为第二次握手，主机B还不能确认主机A已经收到确认请求，也是说B认为建立好连接，开始发数据了，结果发出去的包一直A都没收到，那攻击B就很容易了，我专门发包不接收，服务器很容易就挂了。
接着，大佬说出个加分题，我看你不是科班出身，能答多少是多少。问题是,从网卡把数据包传输出去到服务器发生了什么，提示我OSI参考模型
我一听，好嘛，这不是计算机网络的知识吗，幸亏之前看过书，但也是好久以前看过了，只能凭借自己的理解解答了。
我说，先从局域网把数据发送到公司的交换机（如果交换机没有缓存本地mac地址和IP地址的映射，此时会通过ARP协议来获得），交换机的好处是可以隔离冲突域（因为以太网用的是CSMA/CD协议,这个协议规定网线上同一时刻只能有一台机器发送数据），这样就可以不仅仅同一时刻只有一台机器发送网络包了 然后交换机再将数据发送到路由器，路由器相当于公司网关（我们公司小），路由器具有转发和分组数据包的功能（路由器通过选定的路由协议会构造出路由表，同时不定期的跟相邻路由器交换路由信息），然后这算是经过了物理层，数据链路层（以太网）,开始到网络层进行数据转发了 然后路由器转发IP数据报，一般公司的IP地址都会经过NAT转换，让内网的ip也能够访问外网，我们公司我注意了一下是192.168打头的内网ip地址。通过路由器的分组传输，所有数据到达服务器。 然后服务器的上层协议传输层协议开始发挥作用，根据tcp包里的端口号，让服务器特定的服务来处理到来的数据包，并且tcp是面向字节流的(tcp有四大特性，可靠传输、流量控制、拥塞控制、连接管理)，所以我们node的request对象，它的监听事件data事件为什么要用字符串一起拼接起来呢（buffer），就是因为tcp本身就是字节流，request对象使用的data（http层面）是tcp传来的数据块。 最后数据由传输层转交给应用层，也就是http服务（或者https），后端经过一系列逻辑处理，返回给前端数据。
答完这里，我说大佬我只知道大概的流程，具体细节我不是很清楚，但自己后面会补上。。。
大佬让我继续，我就接着3次握手之后接着说道，建立完链接，就该请求html文件了，如果html文件在缓存里面浏览器直接返回，如果没有，就去后台拿
刚说到缓存，立马就有一种不详的预感，果不其然大佬先让把缓存解释一下。缓存这种问烂的问题，本以为能轻松应对，结果还是被问了个满头包。。。。
坚决不给中国人发Offer的GitLab成立中国公司！立志3-5年上市，怕是闻到了韭菜香？
我说的大概意思是:
浏览器首次加载资源成功时，服务器返回200，此时浏览器不仅将资源下载下来，而且把response的header(里面的date属性非常重要，用来计算第二次相同资源时当前时间和date的时间差)一并缓存; 下一次加载资源时，首先要经过强缓存的处理，cache-control的优先级最高，比如cache-control：no-cache,就直接进入到协商缓存的步骤了，如果cache-control：max-age=xxx,就会先比较当前时间和上一次返回200时的时间差，如果没有超过max-age，命中强缓存，不发请求直接从本地缓存读取该文件（这里需要注意，如果没有cache-control，会取expires的值，来对比是否过期），过期的话会进入下一个阶段，协商缓存 协商缓存阶段，则向服务器发送header带有If-None-Match和If-Modified-Since的请求，服务器会比较Etag，如果相同，命中协商缓存，返回304；如果不一致则有改动，直接返回新的资源文件带上新的Etag值并返回200; 协商缓存第二个重要的字段是，If-Modified-Since，如果客户端发送的If-Modified-Since的值跟服务器端获取的文件最近改动的时间，一致则命中协商缓存，返回304；不一致则返回新的last-modified和文件并返回200;
果不其然，大佬问了一些缓存不常问的，首先就是问我知道什么是from disk cache和from memory cache吗，什么时候会触发？
我说强缓存会触发，这两种，具体什么行为不知道,大概内容如下：
1、先查找内存，如果内存中存在，从内存中加载；
2、如果内存中未查找到，选择硬盘获取，如果硬盘中有，从硬盘中加载；
3、如果硬盘中未查找到，那就进行网络请求；
4、加载到的资源缓存到硬盘和内存；
接着大佬又问知道什么是启发式缓存吗，在什么条件下触发？
这个问题给我的感觉就两个字，懵逼！然后如实回答不知道。（查了下资料大概如下）
启发式缓存:
如果响应中未显示Expires，Cache-Control：max-age或Cache-Control：s-maxage，并且响应中不包含其他有关缓存的限制，缓存可以使用启发式方法计算新鲜度寿命。通常会根据响应头中的2个时间字段 Date 减去 Last-Modified 值的 10% 作为缓存时间。
// Date 减去 Last-Modified 值的 10% 作为缓存时间。
// Date：创建报文的日期时间, Last-Modified 服务器声明文档最后被修改时间
response_is_fresh = max(0,（Date - Last-Modified)) % 10
接着回答，我说返回html之后，会解析html,这部分知识我提前准备过，但是答的不是很详细，大概意思就是cssom + domTree = html,然后布局和绘制
构建DOM树(DOM tree)：从上到下解析HTML文档生成DOM节点树（DOM tree），也叫内容树（content tree）； 构建CSSOM(CSS Object Model)树：加载解析样式生成CSSOM树； 执行JavaScript：加载并执行JavaScript代码（包括内联代码或外联JavaScript文件）； 构建渲染树(render tree)：根据DOM树和CSSOM树,生成渲染树(render tree)； 渲染树：按顺序展示在屏幕上的一系列矩形，这些矩形带有字体，颜色和尺寸等视觉属性。 布局（layout）：根据渲染树将节点树的每一个节点布局在屏幕上的正确位置； 绘制（painting）：遍历渲染树绘制所有节点，为每一个节点适用对应的样式，这一过程是通过UI后端模块完成；
接着面试官问我一些页面渲染层的一些优化手段，大概如下：
页面渲染优化
HTML文档结构层次尽量少，最好不深于六层； 脚本尽量后放，放在前即可； 少量首屏样式内联放在标签内； 样式结构层次尽量简单； 在脚本中尽量减少DOM操作，尽量缓存访问DOM的样式信息，避免过度触发回流； 减少通过JavaScript代码修改元素样式，尽量使用修改class名方式操作样式或动画； 动画尽量使用在绝对定位或固定定位的元素上； 隐藏在屏幕外，或在页面滚动时，尽量停止动画； 尽量缓存DOM查找，查找器尽量简洁； 涉及多域名的网站，可以开启域名预解析
最后面试官问我，如何诊断页面渲染时各个性能指标，我大概说了，通过chrome浏览器的工具，比如看网络请求情况的network，还有看页面渲染情况的perfermance，以后有机会自己总结一篇。