Web前端体系的脉络结构(html篇)

2017-12-24 释然 前端技术资源

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1、BOM

BOM 是 Browser Object Model 的缩写,即浏览器对象模型,当一个浏览器页面初始化时,会在内存创建一个全局的对象,用以描述当前窗口的属性和状态,这个全局对象被称为浏览器对象模型,即BOM。BOM的核心对象就是window,window 对象也是BOM的顶级对象,其中包含了浏览器的 6个核心模块:

document - 即文档对象,渲染引擎在解析HTML代码时,会为每一个元素生成对应的DOM对象,由于元素之间有层级关系,因此整个HTML代码解析完以后,会生成一个由不同节点组成的树形结构,俗称DOM树,document 用于描述DOM树的状态和属性,并提供了很多操作DOM的API。 
frames - HTML 子框架,即在浏览器里嵌入另一个窗口,父框架和子框架拥有独立的作用域和上下文。 
history - 以栈(FIFO)的形式保存着页面被访问的历史记录,页面前进即入栈,页面返回即出栈。 
location - 提供了当前窗口中加载的文档相关信息以及一些导航功能。 
navigator - 用来描述浏览器本身,包括浏览器的名称、版本、语言、系统平台、用户特性字符串等信息。 
screen - 提供了浏览器显示屏幕的相关属性,比如显示屏幕的宽度和高度,可用宽度和高度。 
2、DOM 系统

DOM 是 Document Object Model 的缩写,即 文档对象模型,是所有浏览器公共遵守的标准,DOM 将HTML和XML文档映射成一个由不同节点组成的树型结构,俗称DOM树。其核心对象是document,用于描述DOM树的状态和属性,并提供对应的DOM操作API。随着历史的发展,DOM 被划分为1级、2级、3级,共3个级别:

1级DOM - 在1998年10月份成为W3C的提议,由DOM核心与DOM HTML两个模块组成。DOM核心能映射以XML为基础的文档结构,允许获取和操作文档的任意部分。DOM HTML通过添加HTML专用的对象与函数对DOM核心进行了扩展。 
2级DOM - 鉴于1级DOM仅以映射文档结构为目标,DOM 2级面向更为宽广。通过对原有DOM的扩展,2级DOM通过对象接口增加了对鼠标和用户界面事件(DHTML长期支持鼠标与用户界面事件)、范围、遍历(重复执行DOM文档)和层叠样式表(CSS)的支持。同时也对DOM 1的核心进行了扩展,从而可支持XML命名空间。 
3级DOM - 通过引入统一方式载入和保存文档和文档验证方法对DOM进行进一步扩展,DOM3包含一个名为“DOM载入与保存”的新模块,DOM核心扩展后可支持XML1.0的所有内容,包括XML Infoset、 XPath、和XML Base。

3、事件系统

事件是用户与页面交互的基础,到目前为止,DOM事件从PC端的 鼠标事件(mouse) 发展到了 移动端的 触摸事件(touch) 和 手势事件(guesture),touch事件描述了手指在屏幕操作的每一个细节,guesture 则是描述多手指操作时更为复杂的情况,总结如下:

第一根手指放下,触发 touchstart,除此之外什么都不会发生 
手指滑动时,触发touchmove 
第二根手指放下,触发 gesturestart 
触发第二根手指的 touchstart 
立即触发 gesturechange 
任意手指移动,持续触发 gesturechange 
第二根手指弹起时,触发 gestureend,以后将不会再触发 gesturechange 
触发第二根手指的 touchend 
触发touchstart (多根手指在屏幕上,提起一根,会刷新一次全局touch) 
弹起第一根手指,触发 touchend

事件捕获:当用户触发点击事件后,顶层对象document 就会发出一个事件流,从最外层的DOM节点向目标元素节点传递,最终到达目标元素。 
事件处理:当到达目标元素之后,执行目标元素绑定的处理函数。如果没有绑定监听函数,则不做任何处理。 
事件冒泡:事件流从目标元素开始,向最外层DOM节点传递,途中如果有节点绑定了事件处理函数,这些函数就会被执行。 
利用事件冒泡原理可以实现 事件委托,所谓事件委托,就是在父元素上添加事件监听器,用以监听和处理子元素的事件,避免重复为子元素绑定相同的事件。当目标元素的事件被触发以后,这个事件就从目标元素开始,向最外层元素传递,最终冒泡到父元素上,父元素再通过event.target 获取到这个目标元素,这样做的好处是,父元素只需绑定一个事件监听,就可以对所有子元素的事件进行处理了,从而减少了不必要的事件绑定,对页面性能有一定的提升。

4、HTML解析过程

浏览器加载 html 文件以后,渲染引擎会从上往下,一步步来解析HTML标签,大致过程如下:

用户输入网址,浏览器向服务器发出请求,服务器返回html文件; 
渲染引擎开始解析 html 标签,并将标签转化为DOM节点,生成 DOM树; 
如果head 标签中引用了外部css文件,则发出css文件请求,服务器返回该文件,该过程会阻塞后面的解析; 
如果引用了外部 js 文件,则发出 js 文件请求,服务器返回后立即执行该脚本,这个过程也会阻塞html的解析; 
引擎开始解析 body 里面的内容,如果标签里引用了css 样式,就需要解析刚才下载好的css文件,然后用css来设置标签的样式属性,并生成渲染树; 
如果 body 中的 img 标签引用了图片资源,则立即向服务器发出请求,此时引擎不会等待图片下载完毕,而是继续解析后面的标签; 
服务器返回图片文件,由于图片需要占用一定的空间,会影响到后面元素的排版,因此引擎需要重新渲染这部分内容; 
如果此时 js 脚本中运行了 style.display=”none”,布局被改变,引擎也需要重新渲染这部分代码; 
直到 html 结束标签为止,页面解析完毕。 
5、重绘与回流

当渲染树中的一部分(或全部)因为元素的规模尺寸,布局,隐藏等改变而需要重新构建。这就称为回流。比如上面的img文件加载完成后就会引起回流,每个页面至少需要一次回流,就是在页面第一次加载的时候。

当渲染树中的一些元素需要更新属性,而这些属性只是影响元素的外观,风格,而不会影响布局的,比如 background-color。则就叫称为重绘。

从上面可以看出,回流必将引起重绘,而重绘不一定会引起回流。会引起重绘和回流的操作如下:

添加、删除元素(回流+重绘) 
隐藏元素,display:none(回流+重绘),visibility:hidden(只重绘,不回流) 
移动元素,比如改变top,left的值,或者移动元素到另外一个父元素中。(重绘+回流) 
对style的操作(对不同的属性操作,影响不一样) 
还有一种是用户的操作,比如改变浏览器大小,改变浏览器的字体大小等(回流+重绘) 
另外,transform 操作不会引起重绘和回流,是一种高效率的渲染。这是因为transform属于合成属性,对合成属性进行transition/animation 动画时将会创建一个合成层,这使得动画元素在一个独立的层中进行渲染,当元素的内容没有发生改变,就没必要进行重绘,浏览器会通过重新复合来创建动画帧。

6、本地存储

本地存储最原始的方式就是 cookie,cookie 是存放在本地浏览器的一段文本,数据以键值对的形式保存,可以设置过期时间。 但是 cookie 不适合大量数据的存储,因为每请求一次页面,cookie 都会发送给服务器,这使得 cookie 速度很慢而且效率也不高。因此cookie的大小被限制为4k左右(不同浏览器可能不同,分HOST),如下所示:

Firefox和Safari允许cookie多达4097个字节,包括名(name)、值(value) 和 等号。 
Opera允许cookie多达4096个字节,包括:名(name)、值(value) 和 等号。 
Internet Explorer允许cookie多达4095个字节,包括:名(name)、值(value) 和 等号。 
在所有浏览器中,任何cookie大小超过限制都被忽略,且永远不会被设置。

html5 提供了两种在客户端存储数据的新方法:localStorage 和 sessionStorage, 它们都是以key/value 的形式来存储数据,前者是永久存储,后者的存储期限仅限于浏览器会话(session),即当浏览器窗口关闭后,sessionStorage中的数据被清除。

localStorage的存储空间大约5M左右(不同浏览器可能不同,分 HOST),这个相当于一个5M大小的前端数据库,相比于cookie,可以节约带宽,但localStorage在浏览器隐私模式下是不可读取的,当存储数据超过了localStorage 的存储空间后会抛出异常。

此外,H5还提供了逆天的websql和 indexedDB,允许前端以关系型数据库的方式来存储本地数据,相对来说,这个功能目前应用的场景比较少,此处不作介绍。

7、浏览器缓存机制

浏览器缓存机制是指通过 HTTP 协议头里的 Cache-Control (或 Expires) 和 Last-Modified (或 Etag) 等字段来控制文件缓存的机制。

Cache-Control 用于控制文件在本地缓存有效时长。最常见的,比如服务器回包:Cache-Control:max-age=600 表示文件在本地应该缓存,且有效时长是600秒 (从发出请求算起)。在接下来600秒内,如果有请求这个资源,浏览器不会发出 HTTP 请求,而是直接使用本地缓存的文件。

Last-Modified 是标识文件在服务器上的最新更新时间。下次请求时,如果文件缓存过期,浏览器通过 If-Modified-Since 字段带上这个时间,发送给服务器,由服务器比较时间戳来判断文件是否有修改。如果没有修改,服务器返回304告诉浏览器继续使用缓存;如果有修改,则返回200,同时返回最新的文件。

Cache-Control 通常与 Last-Modified 一起使用。一个用于控制缓存有效时间,一个在缓存失效后,向服务查询是否有更新。

Cache-Control 还有一个同功能的字段:Expires。Expires 的值一个绝对的时间点,如:Expires: Thu, 10 Nov 2015 08:45:11 GMT,表示在这个时间点之前,缓存都是有效的。

Expires 是 HTTP1.0 标准中的字段,Cache-Control 是 HTTP1.1 标准中新加的字段,功能一样,都是控制缓存的有效时间。当这两个字段同时出现时,Cache-Control 是高优化级的。

Etag 也是和 Last-Modified 一样,对文件进行标识的字段。不同的是,Etag 的取值是一个对文件进行标识的特征字串。在向服务器查询文件是否有更新时,浏览器通过 If-None-Match 字段把特征字串发送给服务器,由服务器和文件最新特征字串进行匹配,来判断文件是否有更新。没有更新回包304,有更新回包200。Etag 和 Last-Modified 可根据需求使用一个或两个同时使用。两个同时使用时,只要满足基中一个条件,就认为文件没有更新。

另外有两种特殊的情况:

手动刷新页面(F5),浏览器会直接认为缓存已经过期(可能缓存还没有过期),在请求中加上字段:Cache-Control:max-age=0,发包向服务器查询是否有文件是否有更新。 
强制刷新页面(Ctrl+F5),浏览器会直接忽略本地的缓存(有缓存也会认为本地没有缓存),在请求中加上字段:Cache-Control:no-cache (或 Pragma:no-cache),发包向服务重新拉取文件。

8、History

用户访问网页的历史记录通常会被保存在一个类似于栈的对象中,即 history 对象,点击返回就出栈,跳下一页就入栈。 它提供了以下方法来操作页面的前进和后退:

window.history.back( ) 返回到上一个页面 
window.history.forward( ) 进入到下一个页面 
window.history.go( [delta] ) 跳转到指定页面 
HTML5 对History Api 进行了增强,新增了两个Api 和一个事件,分别是pushState、replaceState 和 onpopstate:

pushState是往history对象里添加一个新的历史记录,即压栈。 
replaceState 是替换history对象中的当前历史记录。 
当点击浏览器后退按钮或 js调用history.back 都会触发 onpopstate 事件。

与其类似的还有一个事件:onhashchange,onhashchange是老 API,浏览器支持度高,本来是用来监听hash变化的,但可以被利用来做客户端前进和后退事件的监听,而onpopstate 是专门用来监听浏览器前进后退的,不仅可以支持 hash,非 hash 的同源 url 也支持。

9、HTML5离线缓存

HTML5离线缓存又叫Application Cache,是从浏览器的缓存中分出来的一块缓存区,如果要在这个缓存中保存数据,可以使用一个描述文件(manifest file),列出要下载和缓存的资源。

manifest 文件是简单的文本文件,它告知浏览器被缓存的内容(以及不缓存的内容)。manifest 文件可分为三个部分:

CACHE MANIFEST - 在此标题下列出的文件将在首次下载后进行缓存 
NETWORK - 在此标题下列出的文件需要与服务器的连接,且不会被缓存 
FALLBACK - 在此标题下列出的文件规定当页面无法访问时的回退页面(比如 404 页面) 
离线缓存为应用带来三个优势:

离线浏览 - 用户可在应用离线时使用它们 
速度 - 已缓存资源加载得更快 
减少服务器负载 - 浏览器将只从服务器下载更新过或更改过的资源。 
10、Web语义化与SEO

Web语义化是指使用语义恰当的标签,使页面有良好的结构,页面元素有含义,能够让人和搜索引擎都容易理解。

SEO是指在了解搜索引擎自然排名机制的基础之上,对网站进行内部及外部的调整优化,改进网站在搜索引擎中关键词的自然排名,获得更多的展现量,吸引更多目标客户点击访问网站,从而达到互联网营销及品牌建设的目标。

搜索引擎通过爬虫技术获取的页面就是由一堆 html 标签组成的代码,人可以通过可视化的方式来判断页面上哪些内容是重点,而机器做不到。 但搜索引擎会根据标签的含义来判断内容的权重,因此,在合适的位置使用恰当的标签,使整个页面的语义明确,结构清晰,搜索引擎才能正确识别页面中的重要内容,并予以较高的权值。比如h1~h6这几个标签在SEO中的权值非常高,用它们作页面的标题就是一个简单的SEO优化。

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