HTTP访问某个域名详细过程

详细探讨一下在类Unix系统（如Linux）中，浏览器访问一个域名时涉及的系统调用和进程间通信。这个过程非常复杂，简化描述。

用户输入域名：

用户在浏览器地址栏输入域名并按下回车键。
浏览器处理输入：

浏览器进程解析输入的URL，确定是否需要进行DNS解析。

DNS解析：

浏览器调用getaddrinfo系统调用请求DNS解析。
如果本地缓存没有数据，getaddrinfo会向本地DNS解析器发起请求，这通常是一个系统守护进程，如systemd-resolved或dnsmasq。
本地DNS解析器可能会使用socket系统调用创建一个UDP套接字，然后使用sendto发送DNS查询到配置的DNS服务器。
DNS服务器的响应通过recvfrom被接收。

建立TCP连接：

浏览器使用socket系统调用创建一个TCP套接字。
使用connect系统调用来发起对服务器的TCP连接请求。
在这个过程中，操作系统内核处理TCP三次握手。

发送HTTP请求：

浏览器构建HTTP请求数据。
使用write或send系统调用通过TCP套接字发送HTTP请求给服务器。

等待响应：

浏览器可能使用select、poll或epoll系统调用来等待服务器的响应，这些调用可以让浏览器在没有数据到来时不占用CPU资源。

接收HTTP响应：

服务器处理请求并返回HTTP响应。
浏览器使用read或recv系统调用来接收来自TCP套接字的数据。

处理服务器响应：

浏览器解析HTTP响应，如果是HTML文档，它会解析HTML标记，并可能使用mmap系统调用来分配内存用于渲染进程。
如果响应中包含外部资源（如图片、CSS、JavaScript），浏览器会重复步骤3到7来获取这些资源。

渲染页面：

浏览器的渲染引擎开始渲染页面，这可能涉及到多个系统调用，如mmap分配内存，munmap释放内存，以及与图形子系统的通信（如通过X Server或Wayland）。
关闭TCP连接：

一旦页面加载完成，浏览器会使用close系统调用关闭TCP套接字。
在整个过程中，浏览器和操作系统的内核会频繁地进行上下文切换，以处理用户空间和内核空间之间的通信。这些系统调用是进程与操作系统内核交互的接口，它们对于网络通信、文件操作、内存管理等都是必不可少的。

DNS请求详细过程

当然，我们可以更详细地探讨第3步——DNS解析的过程。这个过程是在用户空间和内核空间之间进行的，涉及到多个系统组件和系统调用。

缓存检查：

浏览器首先检查自己的DNS缓存。
如果没有找到，它会检查操作系统的DNS缓存。

系统调用getaddrinfo：

如果缓存中没有找到有效的记录，浏览器会调用getaddrinfo函数。这是一个高级的、与协议无关的接口，用于将主机名转换为地址。
getaddrinfo会查看/etc/nsswitch.conf文件来决定使用哪种服务（如本地文件、DNS、mDNS等）来解析域名。

本地DNS解析器：

如果nsswitch.conf配置了使用DNS，getaddrinfo会调用系统的DNS解析器服务，这可能是systemd-resolved、dnsmasq或传统的BIND服务器。
这些服务通常作为守护进程运行，并且可能已经有了对常见域名的缓存。

创建网络请求：

如果本地解析器没有缓存记录，它会使用socket系统调用创建一个UDP套接字。
然后使用sendto系统调用发送DNS查询请求到配置的上游DNS服务器。这个请求包含了需要解析的域名。

接收DNS响应：

DNS查询通过网络发送到DNS服务器后，本地解析器会使用recvfrom系统调用来接收DNS服务器的响应。
如果使用的是TCP（在某些情况下，如响应数据较大或UDP查询失败时，会使用TCP），则会涉及到connect、read和write系统调用。

处理响应：

一旦收到响应，本地解析器会解析DNS响应包，提取出IP地址。
这个IP地址随后会被缓存起来以便将来使用，并通过getaddrinfo返回给浏览器。

返回结果：

浏览器现在拥有了目标域名对应的IP地址，可以继续后续的连接和请求过程。

在这个过程中，getaddrinfo可能还会调用其他的库函数和系统调用，这取决于系统配置和具体实现。例如，它可能会使用open、read和close系统调用来读取配置文件，或者使用socket、connect、send、recv等系统调用来与远程DNS服务器通信。