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HTML 30 年进化史

司徒正美 CSDN 2019-10-30

【CSDN 编者按】现在我们谈前端,大多数谈框架,对于前端最基础的 HTML 你了解多少呢?本文作者用近两万字为你详解 HTML 的进化史,涉及前身SGML、到浏览器大战,HTML 模块的详解、HTML5的进化……
作者 | 司徒正美
责编 | 伍杏玲
出品 | CSDN(ID:CSDNnews)
随着近年来,前端框架战争的白热化,战斗溢出到后端、移动端、小程序端等层面……大家似乎不像以前那么关注底层,HTML、JavaScript、CSS 被一些更高级的语言所转译,成为了前端的汇编语言。
或许在许多年后,培训公司将会教授新人:TypeScript 怎么写,Sass 怎么写,JSX 怎么写,这时可能会出现 jQuery 时代的荒诞问题——jQuery 与JavaScript 哪一个更快?这是一种悲哀,也是时代的进步吧。正如我们开心敲着电脑,不用关心底层的芯片是如何运作的。这是文明建立在极度脆弱的生态下的至高产品。
而我们浏览的复杂页面的底层是 HTML+CSS+JavaScript 构建的,其中HTML 是基础中的基础,但它经常被人所忽视。要不想页面文明轻易湮灭,我们需认真封存这部分知识,就像亚述人把他们的知识楔入到泥板中一样。

HTML 的前身 SGML


战争驱动文明发展,互联网是美国军队为了快速传送情报而发明的。如果单纯传送文字,当时的电报就可以实现,但显然像地图上的图像信息,电服就不行了。这时候需要一种语言来组织这些文字与影像,最好还能存在交互性。交互虽然不能实时,但总好过没有。于是学者们找到当时最流行的文档描述语言 SGML。
SGML 是国际上定义电子文档和内容描述的标准。它源于 1969 年 IBM 公司开发的文档描述语言 GML,GML 主要用来解决不同系统中文档格式不同的问题。后经过多年发展,1986 年经 ISO 批准为国际标准 ISO8897,并被称为 SGML。
它有许多 HTML 的特征,如内容与样式分离。在 SGML 中,标记分两种:一种用来描述文档显示的样式,称为程序标记;另一种用来描述文档中语句的用途,称为描述标记。一个 SGML 文件通常分三个层次:结构、内容和样式。结构为组织文档的元素提供框架,内容是信息本身,样式控制内容的显示。正因为如此,它的使用范围很广,被许多大型公司用来创建和发布信息。诸如布告、技术手册、章节目录、设计规范、各种信函等,都可以用它来设计描述。
但是 SGML 有致命的缺憾,并且它的优点成为了它的缺点。SGML 设计精良,规范严谨,导致了其复杂性也高,在军情紧急的情况下,需要快速交换情报,不能慢吞吞写好每个标签,因为当时每秒几个比特的网速也是一个问题。
因此它需要裁减,于是有了HTML。
http://info.cern.ch/ 世界第一个网站,非常简洁。


浏览器大战对 HTML 的影响


当时大家原本要的是一个精简版的 SGML,但最终他们得到的一个完全不同的东西。
这要从解析网页的浏览器说起,Web 之父 Tim Berners Lee 设计的浏览器WorldWidWeb 过于简单,于是让商业浏览器有可乘之机。
在刚开始时,浏览器商还是按照 W3C 的制定的规则,如 Mosia、Netscape,但微软介入之后就发生改变。微软制定自己的浏览器语法与标准,于是导致了两套标准的出现。
在规划中,HTML 也是一门严谨的语言,是高度有组织性、规范化、模块化。例如,规范化是有一个文档类型声明 DOCTYPE 来指明它怎么解析的。模块化,是说各种标签其实也是有组强性的,几个几个地划分地不同的族群,合起来实现一个功能,最著名的是表单与表格。
但是后来出现了一些意外,一些用来装饰用的标签(s、b、i、u、font)因为 CSS 的出现,被人们诉之败作,渐渐被边缘化与废弃。一些用来模拟 Excel 功能的标签(table、tbody、tr)被人们用来布局,弄得页面难以维护。
在 CSS 标准化时代,又矫枉过正,硬生生地用 DIV 来模拟表格。一些用来实现广告功能的标签,导致会有满屏飘动、不让用户关闭的乱象。在这几个大事故中,许多标签就是被胡乱使用或边缘化。
我个人认为最大原因是 W3C 没能自己开发一个浏览器,一直倚重某一个方,导致造成 HTML 的失控。
HTML 在语法上设计得非常简单易学。
HTML 标签是包在小括号里面,没有人规定标签名是大写还是小写。开标签中,标签名旁边有一些属性,这些属性的属性值没有人规定它是否能引号,引号是单引号还是双引号,没有规定标签是否一定要闭合。
可能当初是有规定的,但无法遵循。浏览器需要最快地将内容呈现给用户,但当时的网速不太可能,于是浏览器大厂允许用户可以不用闭合标签,不用严格括起属性值,也能跑起页面。这种纵容在当时成了优势,被其他浏览器争相模仿。
此外,还有更厉害的传输优化,比如页面源码是这样的:
<p title='aaa'><input readonly="true" /></p>
实际在 IE6~8 的控制台下看到的源码是这样,通过大写化与对布尔属性的特殊处理,一点点地减少传输内容。
<P title=aaa><INPUT READONLY >
在 Google 早期的首页中,html、head、body 标签是刻意省略掉,因为它知道浏览器会支持这样残缺的页面。在自然界中,这是不可想象的,残缺的东西会被淘汰。
对于 HTML 的失控,W3C 决定开发另一种标签语言,于是 XML 诞生了。但 XML 出现得太晚了,无力回天。它一直作为数据的传输载体而存在,而不是描绘界面用。它其实是能描绘界面的,两个明证是 SVG 语言,及安卓里面的 XML 模板。

HTML 的版本


HTML 发布以来,迭代过许多版本,现在是小步快跑的第 5 版,但 HTML5 已经不是 W3C 所规范的了,是由一个浏览器大厂们组成的俱乐部 WHATWG 发布的。
下面是一个简单的路线图:
  1. 不存在 HTML1.0, 各自为战
  2. HTML2.0,从 1995 年 11 月到 2000 年;
  3. HTML3.2,  从 1996 年 1 月到现在;
  4. HTML4.0,从 1997 年 12 月到现在;
  5. HTML4.01,从 1999 年 12 月到现在;
  6. XHTML 1.0,从 2000 年 1 月 20 日到现在;
  7. HTML5.0,从 2014 年 10 月 29 日到现在。
可以看出几个断层,HTML1.0 还没有准备好时,大家就争先抢后地开始做,于是当时相当地混乱。
早期的浏览器包括了:Tim Berners 的 WorldWideWeb 浏览器,兼具浏览器和编辑器功能,但只能运行在NeXTStep操作系统上;CERN的一位数学实习生 Nicola Pellow 开发出 Line-mode 浏览器,能运行在 UNIX 和 MS-DOS 上;Erwise 是第一个带图形界面的浏览器,支持搜索网页中的单词,由四名芬兰大学生开发,在 1992 年发布;加州伯克利的 Pei-Yuan Wei 在1992 年 4月发布了 ViolaWWW,这个浏览器受到了 Mac 程序 HyperCard 的启发,但他没有 Mac 只能接触到 UNIX 机器,1992 年夏天,斯坦福线性加速器中心物理学家 Tony Johnson 为斯坦福的物理学家发布了图形浏览器 Midas;与此同时,CERN 的 Nicola Pellow 和 Robert Cailliau 发布了第一个Mac浏览器 Samba;基于 Viola和 Midas 的 Mosaic 在 1993 年发布;堪萨斯大学发布了 Lynx;康奈尔大学法学院学生 Tom Bruce 发布了 Cello。——节选自《被遗忘的早期浏览器》
HTML3.0时,改了又改,那时五大浏览器的四个玩家已经全场(IE、Netscape、Opera、Safari),要满足四家的喜好非常难。这也是目前还在支持的早期标准。
XHTML 是 W3C 最后一次赌博,想用 XML 的规范来修正 HTML 一直以来松散的编写形式,即要来闭合的地方必须闭合,属性值必须要括起来,废弃的标签不能再使用,还要求对 script 标签的内容使用 CDATA 包裹起来,DOCTYPE 变得很长……它们还专门编写一个网站给大家做校正:
https://validator.w3.org/
下面这段 XHTML 标准模式代码,符合 W3C XHTML 语法,能够执行(保存为 itworks.xhtml 文件,用 Firefox 打开):
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" xml:lang="zh-cmn-Hans-CN">
<head>
    <meta http-equiv="Content-Type" content="application/xhtml+xml; charset=utf-8" />
    <title>test</title>
    <script type="text/javascript">
    <![CDATA[
        if(1<2)
        {
            alert('a');
        }
    ]]>
    </script>

</head>
<body>
<p>xhtml,It works.
</p>
</body>
</html>
俗话说,由俭入奢易,由奢入俭难。用户不习惯,如果写的页面不合格,浏览器不解析,意味着用户会跑去竞争对手中。因此这闹剧草草收场了。浏览器商也看到自己的能量所在,把 HTML 的规范制定收归手中。

HTML的模块介绍


在语义化时代,人家过于关注于单个标签所表示的意思,而忽略了组件是分群体的。只不过有的群体是弱联连,可以混杂其他标签,加之浏览器的自动纠错功能导致人们对它们的误解。这些群体我称之为模块。

我稍微归纳一下,当然在 W3C 的 HTML5.2 中它们也有另一套划分。那套划分很奇怪,某一种标签可能归类到多个类别中。

https://www.w3.org/TR/html52/dom.html#content-models

文档模块

文档模块就是<html>、<body>、<head>、<title>这几个标签,我们可以在 document 上访问到它,document.documentElement、document.body、document.head、document.title。它们可以省略不写,浏览器魔术般地补全它们。这些标签只是提供一个框架,告诉人们一些内容性的东西应该放在 body 中,功能性的东西应该放在 head 中。

功能模块

它是用来设置文档整体的功能或一些元信息,涉及的标签有<link>、<meta>、<base>、<script>与<style>。除了后两个,由于页面功能的膨胀,需要多人协作一个页面,于是出现一个页面存在多个<script>与<style>标签,它们可以分散到其他位置。<link>、<meta>、<base> 都集中在head 标签内。我也尝试过将 div 放在 head 中, head标签会自动将它赶回body里面。
<link> 标签有两个作用:1. 定义文档与外部资源的关系;2. 是链接样式表。HTML5 新加的预加载,预渲染等功能就在这标签上添加。
<meta> 标签可提供有关页面的元信息(meta-information),比如针对搜索引擎和更新频度的描述和关键词。最有用的就是设置页面的字符集。
下面是简书的 meta 标签使用情况,它可以做许多事情,如百度 SEO、360 SEO、移动端的水滴屏设置、缩放设置,还有外国的一些社交网站的设置,需要有一些专门的知识才能玩得转。
<meta charset="utf-8">
<meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=Edge">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0,user-scalable=no">

<!-- Start of Baidu Transcode -->
<meta http-equiv="Cache-Control" content="no-siteapp" />
<meta http-equiv="Cache-Control" content="no-transform" />
<meta name="applicable-device" content="pc,mobile">
<meta name="MobileOptimized" content="width"/>
<meta name="HandheldFriendly" content="true"/>
<meta name="mobile-agent" content="format=html5;url=https://www.jianshu.com/p/b1334dc59dfb">
<!-- End of Baidu Transcode -->

<meta name="description"  content="webpack配置文件,增加插件transform-es3-property-literals和transform-es3-member-expression-literal">

<meta name="360-site-verification" content="604a14b53c6b871206001285921e81d8" />
<!-- Apple -->
<meta name="apple-mobile-web-app-title" content="简书">

<!--  Meta for Smart App Banner -->
<meta name="apple-itunes-app" content="app-id=888237539, app-argument=jianshu://notes/10802047">
<!-- End -->

<!--  Meta for Twitter Card -->
<meta content="summary" property="twitter:card">
<meta content="@jianshucom" property="twitter:site">
<meta content="Babel转ES5后IE8下的兼容性问题解决方案" property="twitter:title">
<meta content="1、webpack配置文件,增加插件transform-es3-property-literals和transform-es3-member-expression-liter..." property="twitter:description">
<!-- End -->
<!--  Meta for Facebook Applinks -->
<meta property="al:ios:url" content="jianshu://notes/10802047" />
<meta property="al:ios:app_store_id" content="888237539" />
<meta property="al:ios:app_name" content="简书" />

<meta property="al:android:url" content="jianshu://notes/10802047" />
<meta property="al:android:package" content="com.jianshu.haruki" />
<meta property="al:android:app_name" content="简书" />
<!-- End -->
<base>标签为页面上的所有链接规定默认地址或默认目标。
通常情况下,浏览器会从当前文档的 URL 中提取相应的元素来填写相对 URL 中的空白。
使用 <base> 标签可以改变这一点。浏览器随后将不再使用当前文档的 URL,而使用指定的基本 URL 来解析所有的相对 URL。这其中包括 <a>、<img>、<link>、<form> 标签中的 URL。在 IE6-8 中这标签有一个可怕的 Bug,会将整个页面装进它的 innerHTML 中,导致你的选择器失灵。

排版模块

这涉及到的都是一些块狀元素,如div、h1-h6、blockquote、有序列表、无序列表、定义列表等,它们是自带样式的一种元素。在 HTML5 时代,会继续加上 article、aside、nav、section 等标签。

装饰模块

这是覆行 SGML 的样式显然功能,于是才出现这类标签,常见的有 s、u、i、b、big、small、sub、sup、center、font、br、nobr、hr。在强调语义化的时代,除了 br、nobr、hr 都完了。此外,还有一些不起眼的标签,被忘了,又赋以特殊含义又活下来,如:code、kbd、samp、cite、tt、var……它们自带样式,通常以另一种字体特别显示。
<strong>strong表示内容的重要性</strong>
  <br />
  <em>em表示内容的着重点。em可以作为strong的子标签,更加突出重要性</em>
  <br />
  <code>Computer code</code>
  <br />
  <kbd>Keyboard input</kbd>
  <br />
  <tt>Teletype text</tt>
  <br />
  <samp>Sample text</samp>
  <br />
  <var>Computer variable</var>
  <br />
  <dfn>dfn定义一个定义项目</dfn>
  <br />
  <abbr>abbr:表示全词的缩写;</abbr>
  <br />
  <acronym>acronym:表示标记一个首字母缩写</acronym>

大片文本的显示模块

我们知道页面在传输过程会被加工,处理掉一些换行符与空白,如果我们想保留这些换行符与空白就需要这里面的三种标签了:pre、plaintext、xmp。其中 plaintext 已经被浏览器废弃掉了,彻底不能用了,不像那些被声明废弃还能苟活着的标签。pre 标签,大家可能熟悉些,它与 code 标签经常组合在一起,用于语法高亮。

xmp 则是在语法高亮没有发明之前,能完整地显示某一段 HTML 片断的结构的唯一标签。

<xmp>
    <div>show me</div>
    <table>
        <tr>
            <th style="width: 10%">版本</th>
            <th style="width: 15%">更新时间</th>
            <th style="width: 20%">贡献者</th>
            <th>编辑原因</th>
            <th style="width: 10%">操作</th>
        </tr>
    </table>
</xmp>

xmp 会把里面的内容当成一个字符串,不会生成对应的 DOM。
这种能原样保持用户HTML的元素是非常有用的,常常用于做模板容器, 其他的如<script type="template"></script>、<noscript></noscript>,都有其优缺点,直到 HTML5 推出了 <template> 标签才解决这问题。

表单模块

表单模块是 HTML 最早支持的标签集,包括我们一直熟悉的 <form>、<input type="text" />、<input type="password" />、<input type="radio" />、<input type="checkbox" />、<input type="button" />、<textarea>、<select>、<optgroup>、<option> 。这些元素都是有一个特点,可以通过 tab 键切换下一个表单元素,可以设置 readony 属性防止用户修改它的值,可以设置 disabled 属性忽略该元素的值。在 HTML5 中,还存在 pattern 与 required,实现对表单的自动验证。

<form action="">
    <label>姓名:<input type='text' size='20'/></label> <br/>
    <label>密码:<input type='password' size='20' value="xxx"/></label> <br/>
    <p><input type='radio' value="男"/>男  
        <input type='radio' value="女"/>
    </p>
    <p><input type='checkbox' value="985"/>985  
        <input type='checkbox' value="211"/>211
        <input type='checkbox' value="三本"/>三本
        <input type='checkbox' value="大专"/>大专
    </p>
    <p><select><option selected>随便选些什么</option></select></p>
    <p><button type="submit">提交</button></p>
</form>

表格模块

表格开始时用来呈现execl类似的数据, 后来被人们用来做布局用了。许多网页制作工具,如上古时代的 Dreamweave 就是它生成页面。这页面能完美还原大家拖拽出来的效果,但是想再次加工就麻烦了。table 家族包括了 <table>、<thead>、<tbody>、<tfoot>、<th>、<td>、<col>、<colgroup>、<th>。

<table cellspacing=0 border=1 style="bordercolor:#C0C0C0;" align="center" width="100%">
  <tr align="center" style="background:#628FC3"><td colspan="5" height="100px" width="100%" >页首</td></tr>
  <tr align="center" style="background:#CBDAEB"><td height="30px" width="20%">标题1</td><td width="20%">标题2</td><td width="20%">标题3</td><td width="20%">标题4</td><td width="20%">标题5</td></tr>
  <tr align="center"><td height="300px" style="background:#92D050">侧导航栏</td><td colspan="4" style="background:#00B0F0">主页内容</td></tr>
  <tr align="center"><td height="50px" colspan="5" style="background:#FFC000">页尾</td></tr>
</table>

table 模板的标签是具有很强的排他性,只能在 td 与 th 加东西标签与文本,在 tr 或 tbody 之间加东西,它们会漏到外面去。

<table>
    <tr><td>11</td></tr>
    <div>222</div>
    <tr><td>11</td></tr>
</table>

这就类似于 p 标签放 div 标签,会发生意料不到的解析。

<p><div>xxx</div></p>

页面组装模块

在网速起来后,页面的功能就会越堆越多,于是需要许多人共同开发一个页面。如果协作开发页面,在 JavaScript 没有模块化技术的情况下,浏览器提供了几个标签实现它:<frameset>、<frame>、<iframe>。它们都是自己独立的作用域,不用考虑全局变量的问题,不也用考虑某人的代码出 Bug 影响到其他人的情况。唯一要注意的是,防止别的网站用 frame 来装载我们的网站来做坏事,当然浏览器也会在这些标签上添加越来越多这样的属性。现在许多政府后台系统还是基于框架结构来构建页面。

广告模块

广告是众多网站最主要的收入来源。浏览器也有相应的标签做这样的事,一个是闪啊闪的 <blink> 标签,一个是飘啊标的 <marquee> 标签。时至今天,它们的际遇完全不一样,前者被干掉,后者被标准化了。

地图模块

地图模块涉及两个特别的标签 <map>、<area> 及一个常见的 <img> 标签。map 标签起来统帅的作用,而 area 标签则起着与其他标签不一样的触发区域。一般的可视标签,都是呈现为矩形。而 area 标签则根据它的 share 属性呈现为各种形状及不规则的多边形。

容灾模块

互联网早期是充满了意外,浏览器各自为战,实现也不同步,因此一些标签或功能并不支持,需要一些容灾处理。于是出现了 <noscript>、<noembed>、<noframes> 这几种标签。当浏览器禁用 JavaScript,或不支持 embed 标签,或不支持框架技术时,就会显示这几种标签里面的提示信息。

多媒体模块

为了让页面不只是单调的文字,浏览器先后支持以下标签来满足我们的官感:<img>、<bgsound>、<embed>、<object>、<applet>。
img 标签就不说了,早期要播放音乐,IE 下可以选择 bgsound,也可以使用万能的 object 标签,object 可以加载 flash 播放器,也可以加载 Windows 下的各种控件,如 Windows Media Player、RealONE Player。在 Firefox 中承担这个角色的是 embed 标签,音频视频都可以播放。Applet 则是 Java 如日中天时加入的标签,可以执行 Java JAR 包,在做银行安全控件或教学显示时非常有用。

多种文档的混排


上面走马看灯地回顾了一些标签,我们也了解到不断有标签被废弃,也不断有新的标签涌现出来。这些标签默认具有什么功能,有什么属性,有什么外观,或者如何与其他标签共存,都是规定在 DOCTYPE 中。所谓 HTML 规范其实就是这个文档类型声明。
一个页面加载下来,经过比特到字符到字符串到标签到 DOM 的层层转换,其中标签到 DOM 的解析就需要文档类型声明来处理,当然这里可能存在浏览器私下的非正式的纠错处理。但是文档类型声明作为页面的 DNA 角色是不变的。
在HTML5之前文档类型的声明基本都使用 DTD(document type definition),由于之前的版本基于 SMGL,DTD 规定了标记语言的规则,才能使浏览器正确的解析并呈现需要展示的内容。
下面是几种常见的文档类型声明:
HTML 4.01 Frameset
<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/loose.dtd">

HTML 4.01 Strict

<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/strict.dtd">
XHTML 1.0 Frameset
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Frameset//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-frameset.dtd">

XHTML 1.0 Transitional

<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">
XHTML 1.0 Strict
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 strict//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-strict.dtd">
XHTML 1.1
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.1//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml11/DTD/xhtml11.dtd">
这么长的代码不借助于工具或贴粘复制,是很难写的。因此 HTML5 的写法是异常简洁,也屏蔽了里面的 dtd 链接,反正也没有几个人打开它。
加之 HTML5 本来就是遵循小步快跑的规则,不断小版本迭代,因此 dtd 文件会时不时变化,这个就内置到浏览器中就行了。时至今天,所有大厂的网页都用上 HTML5 了。
下面是 HTML5 的 DOCTYPE 写法:

<!DOCTYPE html> 

但是 html 上面的文档类型声明只是告诉浏览器如何处理 HTML 标签,在 HTML 文档中可能混杂其他文档。
比如我们要让页面更有说明力,需要出现雷达图、线段图、饼状图等等,就要用到 SVG。我们的页面是为高校制作的,需要用到专业的数字公式,这时需要用 math 标签。事实上,它们都是出自同一渊源,多种文档混排可能在 IE4 时代就存在了。
1998 年,微软发布了 VML 矢量标签语言,对于 XML 的混排则使用一种叫 XML 数据岛的技术实现了。
因此多文档的混排在IE4~8的情况是 HTML+VML+XML, 在其他浏览器则是 HTML+SVG+math,并且 SVG 里有 <foreignObject> 再加载 HTML 文档。在 HTML 规范转交给 WHATWG 的今天,SVG 与 math 继续交由学术性更强更严谨的 W3C 所维护升级。毕竟 HTML5 有许多新功能是玩票性质的,而学术性的东西则不能这样弄。
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <meta charset="UTF-8" />
  <title>HTML/SVG Example</title>
</head>
<body>
<math>
    <mrow>
        <mrow>
            <msup>
                <mi>a</mi><mn>2</mn>
            </msup>
            <mo>+</mo>
            <msup>
                <mi>b</mi><mn>2</mn>
            </msup>
        </mrow>
        <mo>=</mo>
        <msup>
            <mi>c</mi><mn>2</mn>
        </msup>
    </mrow>

    <mrow>
        <mi>A</mi>
        <mo>=</mo>
        <mfenced open="[" close="]">
            <mtable>
                <mtr>
                    <mtd>
                        <mi>x</mi>
                    </mtd>
                    <mtd>
                        <mi>y</mi>
                    </mtd>
                </mtr>
                <mtr>
                    <mtd>
                        <mi>z</mi>
                    </mtd>
                    <mtd>
                        <mi>w</mi>
                    </mtd>
                </mtr>
            </mtable>
        </mfenced>
    </mrow>
</math>
<svg width="150" height="100" viewBox="0 0 3 2">
    <rect width="1" height="2" x="0" fill="#008d46" />
    <rect width="1" height="2" x="1" fill="#ffffff" />
    <rect width="1" height="2" x="2" fill="#d2232c" />
</svg>
</body>
</html>


HTML5 的进化


现在我们对 HTML 的关注不如以前了,事实上 WHATWG 对它做了非常宏大的规划,非常多的功能需要逐年来迭代。但 React 这些大型前端框架的出现,掩盖了浏览器的努力。以前 Chrome 每次发版本常常吸引眼球,但 babel 可以让你用上还在讨论中的语言特性!那么让我们略微看一下 HTML5 的新特征吧。

  1. 装饰性标签基本废弃,使用带语义的装饰化标签代替
  2. 增加大量的表单元素
  3. 增加大量的布局标签
  4. 多媒体标签进化

语义化标签的崛起

在人们受够了table布局,前端工程师开始关注每个标签在发明时赋以它们的本来意义。
 <b>加粗文字(bold)
<i>倾斜文字(italic)
<u>给文字加下划线(underline)
<s>给文字加删除线(strike),其实早期是存在<strike>标签
这些标签能做功能CSS也能做,因此被干掉。HTML5带来了全新的标签,它们富有语义,对SEO或机器学习分析内容有帮助。
<strong>定义重要性强调的文字(strong)
<ins>定义插入的文字(inserted)
<em>定义强调的文字(enphasized)
<del>定义被删除的文字(deleted)

更多表单元素

早期的表单元素,我们可以从收音机里挖到它们的本源。但经过20年来的发展,网页世界也有自己的创新,各式各样的日历、调试器,于是它们成为浏览器的自带控件了。下面是一些新标签:<meter>、<progress>、<outer>、 <datalist>,此外更多功能是复用到 input 标签,各种类型的日历、月历、年历、时间。


更多布局元素

在新布局元素没有出来时,人们对页面也是划分成不同区域。每个区域标识不同的 ID 或类名,以前谷歌做过一次调整,发现大家对这些ID或类名的取名都很相似,比如顶部的区域都叫 header,底部的区域都叫 footer,侧边栏都叫 leftside 或 rightside, 主内容区都叫 main,导航区几乎都叫 nav,还有弹出层,也统一叫 dialog。
下面是 HTML5 没有流行时,人们对页面的一个布局范例。
<body>
    <div id="wrapper">
        <div id="header">
            <h3>header</h3>
        </div>

        <div id="out-content">
            <div id="content-box">
                <div id="content">
                    <h3>content</h3>
                </div>
            </div>
            <div id="sidebar">
                <h3>sidebar</h3>
            </div>
        </div>
    </div>

    <div id="footer">
        <h3>footer</h3>
    </div>
</body>
为了讨好用户,HTML5 提供了新的语义元素来明确一个 Web 页面的不同部分。
  • <main> 标签规定文档的主要内容。一个页面只能出现一个<main> 标签。并且它不能被其他布局元素所包含。
  • <header>:描述了文档的头部区域,于定义内容的介绍展示区域。
  • <nav>:定义导航链接的部分。
  • <section>:定义文档中的节(section、区段)。比如章节、页眉、页脚或文档中的其他部分,section通常包含了一组内容及其标题。
  • <article>:定义独立的内容。
  • <aside>:定义页面主区域内容之外的内容(比如侧边栏)。
  • <figure>:标签规定独立的流内容(图像、图表、照片、代码等等)。
  • <figcaption>:定义 <figure>元素的标题。
  • <footer>:述了文档的底部区域,一个页脚通常包含文档的作者,著作权信息,链接的使用条款,联系信息等。
在一个网页中,这些新的语义标签元素位置如下图所示:

这些新标签中最特别的是 dialog 标签,它自带全局居中与隐藏显示功能。

<!-- https://www.w3school.com.cn/tags/tag_dialog.asp -->
<table border="1">
<tr>
  <th>一月 <dialog open>这是打开的对话窗口</dialog></th>
  <th>二月</th>
  <th>三月</th>
</tr>
<tr>
  <td>31</td>
  <td>28</td>
  <td>31</td>
</tr>
</table>

多媒体的增强

进入 HTML5 时代,<img> 支持多个图片源,这方面在不同的屏幕下适配不同大小的照片。播音频则交给更语义化的<audio>标签,播视频则交给更语义化的<video>标签,并且支持字幕文件(通过<track>标签挂载)。<canvas>本来是显示矢量图,随着浏览器性能越来越强,对位图也游刃有余,并结合一些 File API 来解析二进制质材, 让我们在浏览器跑起类似 flash 的动画与浏览。这几年,又兴起 WebAssembly, 3D动画与游戏也能跑了。canvas 在VR之风刮起时,又支持 WebGL,成为时下最强大的标签了。

观摩地址:https://gallery.echartsjs.com/editor.html?c=xHku9OE96l

DOM的标准化

标签只是一个描述性语言,它们用来描述什么呢?就是描述 DOM。由于浏览器大战的缘故,DOM 一直没有统一,给开发平添了不少麻烦。jQuery 时代,前端开发者发掘了许多浏览器差异问题,除了给出兼容方案外,还提交给到浏览器厂商中,这些举动最终推动了浏览器的同一化。
最开始是自定义属性与固有属性的分离,在 IE6~8 中, 这两种属性是拎不清的,这就导致遍历元素属性时,一下子多出上百个属性,而在火狐中可能只有三个。
其次是标签对应的 DOM 元素的构造器公开化,以前 IE 是不公开这些接口,纯粹是黑盒子。而 Chrome、Firefox 都是根据 W3C 官网上的文档来制定接口。如果公开了这些构造器,我们就可以对它们做一些测试。
HTML5 兴起时,全世界也恰好转入移动互联网时代,浏览器添加了更多与手机相关的事件,如划动、长按、页面隐藏显示、是否离线、屏幕是否发生旋转、是否发动震动。
在 jQuery 的驱动下,选择器引擎官方化,querySelector比 getElementById 更加便利。

自定义标签

自定义标签是 HTML5 添加的最强大的功能。早在 IE5 时代,微软就推出过 HTC 来创建自定义标签。一些前端模板引擎也支持过自定义标签,可见这是一个非常热门的功能。
自定义标签可以让我们制定一个标签的外观,有什么固有属性及对生命周期进行干涉。在创建自定义标签时,我们需要用到一些新的标签如上面提到<template>及让用户传入其他标签的占位标签<slot>, 如果大家用过 vue,一定能快迅上手。
有关自定义标签可以参考以下链接:
http://www.ruanyifeng.com/blog/2019/08/web_components.html

各种页面性能优化方案的内置实现

人们对页面性能的优化是永无止境,即便网速已经这么快了,CPU已经这么多核了。于是为了尽快加载资源,我们有DNS, 为了防止<script>堵塞页面渲染,我们把它们放到body的后面……这些奇技淫巧都被浏览器所收吸,做成一个个配置项了。
我们先看<link>标签上的优化方案:

preload

<link rel="preload" href="/path/to/style.css" as="style">
对当前页面的要用到资源优化加载,并且不阻塞渲染和 document 的 onload 事件。使用了rel='preload'的 link 标签还可以指定 onload 事件,方便你进行后继处理。

prefetch

<link rel="preload" href="./manifest.js" as="script">
<link rel="preload" href="./vendor.js" as="script">
<link rel="preload" href="./app.js" as="script">
<link rel="prefetch" href="./vendor-async.js">
<link rel="prefetch" href="./user.js">
它的作用是告诉浏览器加载下一页面可能会用到的资源,注意,是下一页面,而不是当前页面。

prerender

<link rel="prerender" href="//example.com/next-page.html"/>
而 prerender 不仅会加载资源,还会解执行页面,进行预渲染,但是这都是根据浏览器自身进行判断。
浏览器可能会分配少量资源对页面进行预渲染,挂起部分请求直至页面可见时可能会放弃预渲染,如果消耗资源过多等等情况。。。
prerender与prefetch都是针对下一个页面。

preconnect

<link rel="preconnect" href="//example.com">
<link rel="preconnect" href="//cdn.example.com" crossorigin>
浏览器要建立一个连接,需要经过 DNS 查找,TCP 三次握手和 TLS 协商(Https 需要),这些过程需要相当的耗时。因此 preconnect 能浏览器预先建立一个连接,等真正需要加载资源的时候能直接请求。

dns-prefetch

DNS prefetch,即DNS预获取。前端优化中与DNS有关的两点:一个是减少DNS的请求次数,另一个是进行DNS预获取。
DNS 预获取可以加快页面渲染速度,无需用户点击链接就能在后台解析,所以能减少用户的等待时间,提升用户体验。默认情况下,浏览器会对当前页面中和当前域名(正在浏览网页的域名)不在同一个域的域名进行预获取,并且缓存结果,这就是隐式的DNS Prefetch。
<!-- 开启DNS预获取 -->
<meta http-equiv="x-dns-prefetch-control" content="on">
<!-- 设置DNS预获取的域名 -->
<link rel="dns-prefetch" href="//g.alicdn.com" />
<script>标签上的优化方案
IE 发明了一个 defer 属性,HTML5 规范则又加上另一个async属性。它们都能让<script>不会堵塞当前页面的加载与渲染,现在所有浏览器的script标签都支持这两种属性。它们两者也有稍微的区别。

defer

如果页面有多个设置了defer属性的script标签,它们在执行时,会根据它们在页面的位置从上到下依次执行。
defer属性的script标签的执行时机为,页面结构渲染之后,DOMContentLoaded回调触发之前。

async

如果页面有多个设置了async属性的script标签,它们在执行时是乱序,谁的资源加载完就立即执行,不会等待上面某一个defer属性的script标签执行。
async属性的script标签的执行时机,资源加载好就立即执行,与页面结构渲染无关,与DOMContentLoaded回调无关。
假如我们页面有两个script标签,给它们加上属性或不加属性,在chrome控制台的显示如下:

普通script:

defer

async
它们的执行时期与文件距离用户的服务器距离或文件大小有关,因此下面两种情况都可能发生。如果设置async的script标签越多,产生的情况就越多,无法预估。

推荐的应用场景

defer
如果你的脚本代码依赖于页面中的DOM元素(文档是否解析完毕),或者被其他脚本文件依赖。如评论框、代码语法高亮、语言补丁polyfill.js。
async
如果你的脚本并不关心页面中的DOM元素(文档是否解析完毕),并且也不会产生其他脚本需要的数据。如百度统计。
如果不能确定的话,用defer比较稳妥。


结语


HTML发展到今天,功能远远超过当初展示页面提交表单的需求了。我的文章还有许多HTML5的新特征没有提到,浏览器不断提高它的外延,相当于把它自己当成一个操作系统了。
虽然现在有了非常好用的框架,让我们暂时忘记这些底层知识,但是我们所有一切的功能都是筑建在HTML之上,这一点万万不能忘记。我们要把自己当成一个建筑师,了解每一个材料的质地,才能打造更好的大厦。

作者简介:司徒正美,拥有十年纯前端经验,著有《JavaScript框架设计》一书,去哪儿网公共技术部前端架构师。爱好开源,拥有mass、Avalon、nanachi等前端框架。目前在主导公司的小程序、快应用的研发项目。

声明:本文图片版权系作者所有,使用需标明出处。

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