深刻了解现代浏览器之一 - 架构

在 Chorme Developer 上无心之中翻到了这个系列，做者描写的很清楚，而且配图十分的优秀，推荐阅读（阅读的时候须要注意这篇博客发布的时候是 2018 年 9 月，有些东西可能对于如今来讲有一些过期了）。这是这个系列博客的第一部分，主要是研究浏览器架构。CPU 和 GPU 在这里就不谈了，你能够去 原文查看。

在进程和线程上执行程序

在深刻浏览器以前，咱们须要掌握进程和线程的概念。一个进程能够当作一个应用的执行程序，而线程是存在于进程内部来执行任意部分程序的。

启动应用时，将会建立一个进程。这个进程会建立一个或多个线程来帮助它进行工做，但这不是必须的。操做系统为进程提供了一个内存块，全部进程的状态都保存在这个专用的内存空间中，当你关闭应用的时候，进程也会随之消失，操做系统就会释放内存。

一个进程可让操做系统启动另外一个进程来运行其余任务。这样操做系统会为新的进程分配新的内存。若是这两个进程须要对话，则能够用 IPC (进程间通讯)来实现。许多程序被设计成多进程就是由于若是其中一个进程未响应的时候，它能够进行重启而不会影响到应用的其余进程。

浏览器架构

了解了上面的知识，那咱们如何使用进程和线程来构建浏览器应用呢？它能够是一个具备多线程的进程的架构，也能够是多个进程经过 IPC 进行通讯的架构。

须要注意的是不一样的架构属于实现细节，关于浏览器的构建并无一个标准，两个浏览器可能使用的架构方式可能会不同。

这个系列里，会使用以下图的 Chrome 最新架构方式。

最上面是浏览器进程，负责协调调度其余进程。对于渲染进程，会建立多个进程来分配给每个标签页。直到最近，Chrome 才尽量的为每一个标签页分配一个进程。如今，Chrome 尝试给每一个站点分配本身的进程，包括 iframe 的。

每一个进程控制什么？

下面介绍了每一个进程以及它控制的地方：

进程	负责
Browser	负责处理属于 Chrome 的部分，好比地址栏、书签、前进后退按钮等等，以及一些看不见的须要权限的部分，好比网络请求、文件访问
Renderer	负责处理标签页内的显示工做
Plugin	负责处理网站用到的全部插件，好比 Flash
GPU	被分离出来独立处理 GPU 任务，因为 GPU 会处理来自不一样应用的请求，绘制到同一个地方，因此将它单独拆出来

除了这些，还有其余进程，好比扩展进程、实用程序进程。若是你想看看你的 Chrome 里有多少进程，能够点击右上角选择更多工具，而后选择任务管理器，这时候你就可以看到当前运行的进程了。

多进程架构的好处

上面提到 Chrome 使用多个渲染进程。想象这么一个场景，每一个标签页都有本身的进程。好比你打开了三个标签页，那么每一个标签页都对应着一个进程，当其中一个不响应了，你能够关闭它，其余的标签页都是正常的。若是三个都在一个进程中，那一个不响应，三个都会挂掉。

把浏览器的工做分红多个进程的另外一个好处就是安全性和沙箱。因为操做系统提供了一种限制进程权限的方法，浏览器就能够在某些进程上对这些功能进行限制。好比，Chrome 会限制能够接收任意用户输入的渲染进程对任意文件的访问。

因为进程的内存是隔离的，因此这些进程都会保存一份基础架构的副本，好比 V8 引擎。这意味着会浪费更多的内存，由于没法共享它们。为了节省内存，Chrome 对开启的进程数作了限制，这个限制取决于你的电脑性能，当到达限制后，Chrome 会在一个进程内运行来自同一个网站的多个标签页。

节省更多内存 - Chrome Servicification

将相同的方法应用到浏览器上，Chrome 将浏览器的每一个部分做为服务来运行，以即可以轻松的分解或者是合并。

一般的想法是，当 Chrome 运行在性能强悍的计算机上时，把服务拆分红不一样的进程，从而达到更高的稳定性，可是若是计算机的性能很差的时候，Chrome 会将服务合并成一个进程以节省内存占用。

站点隔离

站点隔离是 Chrome 最近的一个功能，为每个跨站的 iframe 单独运行一个渲染进程。咱们刚刚一直讨论的是为每一个标签页启动一个进程的模式，这个进程容许跨站 iframe 在渲染进程中执行并在不一样站之间共享内存。在相同的进程上运行 a.com 和 b.com 彷佛看起来是能够的。可是同源策略是 Web 的核心安全策略，这样能够保证一个站点未经赞成就不能访问其余站点的数据。这样一来绕过这个安全策略就是安全攻击的主要目标。而进程隔离是分割站点最有效的办法。随着 Meltdown and Spectre 漏洞的公开，咱们更加须要使用进程来隔离站点了。自 Chrome 67 以来在桌面版默认启用了站点隔离，选项卡中的每一个跨站 iframe 都会启动一个单独的渲染进程。

为了启用站点隔离，花费了多年时间去研究，它不像分配不一样的渲染进程这么简单。它从根本上改变了 iframes 之间的对话方式。在运行着不一样站点 iframe 的页面上打开 DevTools 意味着，DevTools 必需要在后台让它看起来是无缝的。即使是运行 Ctrl + F 来进行搜索，也意味着要在不一样的进程中进行全部，这就是浏览器工程师将站点隔离的发布做为重要里程碑的缘由。

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