浏览器架构

7/18/2022 浏览器

# 1.概述

# 1.1 CPU,GPU,操作系统,应用程序

四者关系如下:

CPUGPU ⇒ 操作系统 ⇒ 应用程序

GPUGraphics Processing Unit,图像处理器 CPU、GPU 都属于计算机硬件提供汇编语言API供操作系统调度,操作系统又提供高级语言API供应用程序操作

# 1.2 应用程序里的进程、线程

应用程序(program)由多个进程(process)构成,进程是CPU资源分配的最小单位;单个进程又由多个线程(thread)构成,线程是CPU调度的最小单位

如下图所示:

在这里插入图片描述

线程共享 CPU 分配给进程的资源内存空间,可以彼此通信,而同个程序里的进程之间内存地址是相互隔离的,需要通过IPC(Inter Process Communication)进行通信(例如浏览器主进程需要通过RendererHost接口向渲染进程传输数据)

进程间彼此相互隔离,工作独立,一个进程 GG 了也不会影响其他进程

# 1.3 浏览器架构

浏览器按多个进程分成多个模块,各个模块相互独立,且有着单一职责,又相互联系,浏览器各个模块如下:

浏览器模块(Browser): 负责整个浏览器内行为协调,调用各个模块
渲染模块(Renderer): 负责渲染网页
GPU模块: 负责绘制页面
网络模块(Network): 负责网络请求
存储模块(Storage): 负责本地存储

用户界面模块(UI): 负责浏览器提供给用户的界面模块
设备模块(Device): 负责与各种本地设备交互

在 Chrome 浏览器里点击左上角的三个点按钮更多工具任务管理器,可以看到浏览器里运行的各个进程

在这里插入图片描述

补充:

1.每个页面会在单个渲染进程中运行,js 是这个渲染进程中的一个单线程

2.Chrome 浏览器在 web 是多进程,在移动设备由于内存资源有限会采用单进程

# 1.4 站点隔离

站点隔离是将不同站点各自运行在独立的进程里,不许通信,实现沙盒隔离,从而阻碍了 iframe 绕过同源策略进行安全攻击的可能,因为同个进程站点之间可以进行数据通信

# 2.导航功能

在开始介绍浏览器的导航功能之前,先抛出一个经典问题:从输入一个url到显示一个页面,浏览器背后发生了些什么? 这个问题的背后其实涉及到了浏览器的很多个进程之间的通信,下面来逐个过一过这些模块

# 2.1 UI 线程

ui线程浏览器进程中的一个线程,负责浏览器 UI 展示和用户交互。用户在导航搜索栏输入时,会通过 ui 线程解析校验输入的 url,在用户敲击回车后,ui 线程控制网页 tab 栏开启 loading 动画,通知网络进程发送请求

# 2.2 网络线程

网络线程在拿到 url 后就会启动服务,DNS寻址后通过一系列网络协议与服务器建立安全链接,在收到响应后,检查请求头header里的content-type字段发现是 html 类型数据,然后由浏览器进程通过RendererHost接口将数据传输给渲染进程作处理

补充:

1.为提高效率,UI 线程在通知网络线程发送请求的同时也会实例化一个渲染进程等着

2.若content-typezip或者其他类型文件,会将数据交由下载管理器进程处理

# 2.3 渲染进程

渲染进程在接收到html数据后,就会解析 html 文件,开始渲染页面(具体渲染过程这里不展开),在完成渲染后,通过IPC告知浏览器进程里的ui线程停止 tab 栏的 loading 动画

流程图如下:

在这里插入图片描述

# 参考

1.现代浏览器内部机制 Part 1 | 多进程架构 (opens new window)

2.精读《深入了解现代浏览器一》 (opens new window)

3.从浏览器多进程到 JS 单线程,JS 运行机制最全面的一次梳理 (opens new window)

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    红莲华
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