在地址栏中输入URL会发生什么 #17
Description
在浏览器中输入网址会发生什么
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 baidu.com，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。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，并直接结束请求，而不会再去源服务器重新下载；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。当然浏览器还提供了 DNS 数据缓存服务，如果某个域名已经解析过了，那么浏览器会缓存解析的结果，以供下次查询时直接使用，这样也会减少一次网络请求。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 地址和对应的服务器建立 TCP 连接（3次握手）。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。Chrome 有个机制，同一个域名同时最多只能建立 6 个 TCP 连接，如果在同一个域名下同时有 10 个请求发生，那么其中 4 个请求会进入排队等待状态，直至进行中的请求完成。当然，如果当前请求数量少于 6，会直接进入下一步，建立 TCP 连接。(将静态资源与服务分离，分多域名存储，可以解决浏览器的并发瓶颈)
通常情况下，一旦服务器向客户端返回了请求数据，它就要关闭 TCP 连接。不过如果浏览器或者服务器在其头信息中加入了：Connection:Keep-Alive
那么 TCP 连接在发送后将仍然保持打开状态，这样浏览器就可以继续通过同一个 TCP 连接发送请求。保持 TCP 连接可以省去下次请求时需要建立连接的时间，提升资源加载速度，也就是HTTP的长连接。
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。
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。
Chrome 的默认策略是，每个标签对应一个渲染进程。但如果从一个页面打开了另一个新页面，而新页面和当前页面属于同一站点的话，那么新页面会复用父页面的渲染进程.
渲染进程准备好之后，还不能立即进入文档解析状态，因为此时的文档数据还在网络进程中，并没有提交给渲染进程，所以下一步就进入了提交文档阶段。浏览器进程将网络进程接收到的 HTML 数据提交给渲染进程。
当浏览器进程接收到网络进程的响应头数据之后，便向渲染进程发起“提交文档”的消息；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。
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
渲染引擎首先将 HTML 解析为浏览器可以理解的 DOM；当渲染引擎接收到 CSS 文本时，会执行一个转换操作，将 CSS 文本转换为浏览器可以理解的结构——styleSheets。然后根据 CSS 样式表，计算出 DOM 树所有节点的样式；接着又计算每个元素的几何坐标位置，并将这些信息保存在布局树中。
从 HTTP 请求回来，就产生了流式的数据，后续的 DOM 树构建、CSS 计算、渲染、合成、绘制，都是尽可能地流式处理前一步的产出：即不需要等到上一步骤完全结束，就开始处理上一步的输出，这样我们在浏览网页时，才会看到逐步出现的页面。
布局树有了后，因为页面中有很多复杂的效果，如一些复杂的 3D 变换、页面滚动，或者使用 z-indexing 做 z 轴排序等，为了更加方便地实现这些效果，渲染引擎还需要为特定的节点生成专用的图层，并生成一棵对应的图层树。正是这些图层叠加在一起构成了最终的页面图像。在完成图层树的构建之后，渲染引擎会对图层树中的每个图层进行绘制。
渲染引擎
会把一个图层的绘制拆分成很多小的绘制指令，然后再把这些指令按照顺序组成一个待绘制列表而绘制一个元素通常需要好几条绘制指令，因为每个元素的背景、前景、边框都需要单独的指令去绘制。所以在图层绘制阶段，输出的内容就是这些待绘制列表。绘制列表只是用来记录绘制顺序和绘制指令的列表，而实际上绘制操作是由渲染引擎中的合成线程来完成的。当图层的绘制列表准备好之后，主线程会把该绘制列表提交（commit）给合成线程，合成线程会将图层划分为图块。合成线程会按照视口附近的图块来优先生成位图，实际生成位图的操作是由栅格化来执行的。所谓栅格化，是指将图块转换为位图。而图块是栅格化执行的最小单位。渲染进程维护了一个栅格化的线程池，所有的图块栅格化都是在线程池内执行的，通常，栅格化过程都会使用 GPU 来加速生成，使用 GPU 生成位图的过程叫快速栅格化，或者 GPU 栅格化，生成的位图被保存在 GPU 内存中。相信你还记得，GPU 操作是运行在 GPU 进程中，如果栅格化操作使用了 GPU，那么最终生成位图的操作是在 GPU 中完成的，渲染进程把生成图块的指令发送给 GPU，然后在 GPU 中执行生成图块的位图，并保存在 GPU 的内存中。一旦所有图块都被栅格化，合成线程就会生成一个绘制图块的命令——“DrawQuad”，然后将该命令提交给浏览器进程。浏览器进程里面有一个叫 viz 的组件，用来接收合成线程发过来的 DrawQuad 命令，然后根据 DrawQuad 命令，将其页面内容绘制到内存中，最后再将内存显示在屏幕上。
（拥有层叠上下文属性的元素会被提升为单独的图层）
渲染层合成（Composite）：多个绘制后的渲染层按照恰当的重叠顺序进行合并，而后生成位图，最终通过显卡GPU线程展示到屏幕上。
图形 栅格化，就是渲染一个个的像素点
至此，完整的页面呈现在我们眼前。
html ==> dom ==> 样式计算 ==> 布局 ==> 图层 ==> 绘制 ==> 栅格化==> 合成显示
- 渲染进程将 HTML 内容转换为能够读懂的 DOM 树结构。
- 渲染进程将 CSS 样式表转化为浏览器可以理解的 styleSheets，计算出 DOM 节点的样式。
- 创建布局树，并计算元素的布局信息。
- 对布局树进行分层，并生成图层树。
- 为每个图层生成绘制列表，并将其提交到合成线程。合成线程将图层分成图块（通常，栅格化过程都会使用 GPU 来加速生成），并在光栅化线程池中将图块转换成位图。
- 合成线程发送绘制图块命令 DrawQuad 给浏览器进程。
- 浏览器进程根据 DrawQuad 消息生成页面，并显示到显示器上。
细节描述
在渲染引擎内部，有一个叫 HTML 解析器（HTMLParser）的模块，它的职责就是负责将 HTML 字节流转换为 DOM 结构。HTML 解析器并不是等整个文档加载完成之后再解析的，而是网络进程加载了多少数据，HTML 解析器便解析多少数据。
网络进程接收到响应头之后，会根据响应头中的 content-type 字段来判断文件的类型，比如 content-type 的值是“text/html”，那么浏览器就会判断这是一个 HTML 类型的文件，然后为该请求选择或者创建一个渲染进程。渲染进程准备好之后，网络进程和渲染进程之间会建立一个共享数据的管道，网络进程接收到数据后就往这个管道里面放，而渲染进程则从管道的另外一端不断地读取数据，并同时将读取的数据“喂”给 HTML 解析器。你可以把这个管道想象成一个“水管”，网络进程接收到的字节流像水一样倒进这个“水管”，而“水管”的另外一端是渲染进程的 HTML 解析器，它会动态接收字节流，并将其解析为 DOM。
解析到script标签时，渲染引擎判断这是一段脚本，此时 HTML 解析器就会暂停 DOM 的解析，因为接下来的 JavaScript 可能要修改当前已经生成的 DOM 结构。这时候 HTML 解析器暂停工作，JavaScript 引擎介入，并执行 script 标签中的这段脚本
脚本执行完成之后，HTML 解析器恢复解析过程，继续解析后续的内容，直至生成最终的 DOM。
如果 JavaScript 文件中没有操作 DOM 相关代码，就可以将该 JavaScript 脚本设置为异步加载，通过 async 或 defer 来标记代码。
当渲染进程接收 HTML 文件字节流时，会先开启一个预解析线程，如果遇到 JavaScript 文件或者 CSS 文件，那么预解析线程会提前下载这些数据。
当你在浏览器中打开 geekbang.org 后，你会发现最终打开的页面地址是 https://www.geekbang.org。这两个 URL 之所以不一样，是因为涉及到了一个重定向操作。响应行返回的状态码是 301，状态 301 就是告诉浏览器，我需要重定向到另外一个网址，而需要重定向的网址正是包含在响应头的 Location 字段中，接下来，浏览器获取 Location 字段中的地址，并使用该地址重新导航，这就是一个完整重定向的执行流程。
从 HTTP 请求回来，就产生了流式的数据，后续的 DOM 树构建、CSS 计算、渲染、合成、绘制，都是尽可能地流式处理前一步的产出：即不需要等到上一步骤完全结束，就开始处理上一步的输出，这样我们在浏览网页时，才会看到逐步出现的页面。
https://juejin.im/entry/6844903476506394638
https://www.html5rocks.com/zh/tutorials/internals/howbrowserswork/#The_browsers_we_will_talk_about