从宏观视角下的探索浏览器架构

一、进程 VS 线程 #

• 并行处理：计算机在同一个时刻处理多个任务使用并行处理能大大提升性能。

• 多线程可以并行处理任务，但线程不能单独存在，需要由进程来启动和管理的。

• 线程依附于进程，在进程中可以使用多线程来提供效率

四个特点

• 1、进程中任意一个线程执行出错，都会导致进程的崩溃
• 2、线程之间可以共享进程中的数据
• 3、当一个进程关闭之后，操作系统会回收进程所占用的内存（即使线程因操作发生内存泄漏，进程退出时，也能正确回收内存）
• 4、进程之间的内容相互隔离

扩展: 比线程更小的存在就是协程，而协成是运行在线程中更小的单位。async/await 就是基于协程实现的

二、单进程浏览器时代 #

特点：浏览器所有的功能模块都运行在同一个进程中 （2007之前）

存在的问题

• 不稳定

早期是通过插件来实现浏览器的高级功能，像视频、音频等，插件的崩溃会导致整个浏览器崩溃

• 不流畅

页面渲染、JS执行、插件同处一个线程，意味着同一时刻只有一个模块可以执行，若遇到 JS中的死循环，会导致页面卡死

• 不安全

插件可以使用 C++ 语言编写，这样通过插件可以访问操作系统的任意资源，同时脚本也存在恶意代码注入等问题

三、多进程浏览器时代 #

3.1、早期Chrome 架构(08年) #

进程间通信 Inter Process Communication (IPC)：进程之间的通信方式

如何解决单进程浏览器存在的问题？

• 不稳定 ？

每个插件、页面脚本都有单独的进程，一个插件的崩溃不会导致整个浏览器崩溃

• 不流畅 ？

JS 脚本的阻塞只会影响当前页面，不会影响所有页面

• 不安全 ？

采用沙箱机制，相当于给进程加上一把锁，沙箱里的程序可以执行，但不能读写操作系统上的任何数据

3.2、目前Chrome 架构 #

所以，打开一个Tab页面，有一个浏览器主进程、一个网络进程、一个GPU 进程、一个渲染进程，共4个进程

扩展问题：虽然是多进程架构，还是会发生单个页面卡死最终崩溃导致所有页面崩溃？

通常是一个页面一个渲染进程，但存在一个 “同一站点(same-site)” 情，具体是指拥有相同的根域名、协议(http:// 或 https:// )，包含了该根域名下的所有子域名和不同的端口

• https://www.yangjay.com
• https://blog.yangjay.com
• https://www.yangjay.com:8080

上面 👆三个就属于同一站点。浏览器规定：当从 A 页面新开一个 Tab 页，展示同一站点下的 B 页面，B 页面会复用 A 页面的渲染进程。官方把这个默认策略叫 process-per-site-instance, 其优点是 一个渲染进程里面，各个页面就会共享JS的执行环境

• 浏览器主进程

负责界面显示(地址栏、书签、前进和后退按钮)、用户交互、子进程管理，同时提供存储等

• GPU进程

初衷是为了实现 CSS 3D 效果，后面网页、界面都采用 GPU 来绘制

• 网络进程

负责加载页面的网络资源

• 渲染进程

负责将HTML、CSS、JS 渲染成可交互使用的网页，同时排版引擎 Blink 和Javascript V8引擎都运行在该进程中

• 插件进程 负责插件的运行，每个插件都有单独进程

目前架构缺点：

1、占用更多的资源，为了节省内存，Chrome 限制了最大进程数，最大进程数取决于硬件的能力;

2、更加复杂的体系架构

四、未来 Chrome 架构 #

面向服务的架构（SOA），构建一个高内聚、低耦合、易于维护与扩展的系统

• 当 Chrome 运行在拥有强大硬件的计算机上时，会将一个服务以多个进程的方式实现，提高稳定性

• 当计算机硬件资源紧张时，则可以将多个服务放在一个进程中节省资源