問題

    構(gòu)建一個永遠不會崩潰或者掛起的排版引擎基本是不可能的，我們同樣也不要指望哪天能夠構(gòu)建出一個絕對安全的排版引擎。

    我們現(xiàn)階段的瀏覽器運行在一個單用戶，多合作，多任務(wù)的操作系統(tǒng)中。就像一個笨拙的應(yīng)用程序可以讓整個系統(tǒng)崩潰一樣。一個糟糕的網(wǎng)頁同樣可以讓一個現(xiàn)代的瀏覽器崩潰。其原因可能是一個插件出現(xiàn)bug,最終的結(jié)果是整個瀏覽器以及其他正在運行的標(biāo)簽被銷毀。

    現(xiàn)代操作系統(tǒng)已經(jīng)非常健壯了，它讓應(yīng)用程序在各自的進程中運行和不會影響到其他程序。一個進程崩潰不會損害到其他進程以及操作系統(tǒng)。同時系統(tǒng)會嚴格的限制一個用戶訪問另外一個用戶空間的數(shù)據(jù)。

架構(gòu)總攬

    我們?yōu)闉g覽器的每個標(biāo)簽(Tab)開辟一個獨立的進程，這樣我們防止整個應(yīng)用程序因為排版引擎的bug而崩潰。同樣我們會嚴格限制進程訪問操作系統(tǒng)及其內(nèi)存空間。

    我們將運行UI和管理標(biāo)簽的插件線程稱之為"瀏覽器進程"或者說是"瀏覽器"，同樣，我們將每個標(biāo)簽相關(guān)的進程稱之為"排版進程"或者說是"排版"。我們使用開源的WebKit作為HTML的解析和排版引擎。

管理排版(Render)進程

每個排版進程都有一個全局的RenderProcess 的對象用以管理和父瀏覽器進程之間的通訊并且保持全局狀態(tài)。瀏覽器每一個排版進程保持一個對應(yīng)的RenderProcessHost對象用以管理瀏覽器狀態(tài)并負責(zé)與其他排版進程進行通訊。瀏覽器進程和排版進程通過Chromium的IPC系統(tǒng)進行通訊。

管理視圖(Views)

每個排版進程包含一個或多個RenderView 對象。RenderProcess對象負責(zé)管理RenderView 對象以及標(biāo)簽(Tabs)的內(nèi)容。RenderProcessHost里面包含有RenderViewHost。

同時每個RenderViewHost對應(yīng)著排版進程的一個視圖。在一個排版進程里面的視圖都有一個不同的視圖ID。這些視圖ID有可能和其他排版進程里面的視圖ID重名。因此我們確定一個位于的視圖需要同時借助RenderProcessHost和視圖ID。瀏覽器通過RenderViewHost 對象與指定標(biāo)簽的內(nèi)容進行通訊。RenderViewHost 通過RenderProcessHost 傳遞消息給RenderView上的RenderProcess 對象。

組件和接口

在排版進程內(nèi)：

• RenderProcess  通過IPC與瀏覽器內(nèi)對應(yīng)的RenderProcess 進行通訊。每一個排版進程包含一個唯一的RenderProcess  對象。
• RenderView 對象負責(zé)聯(lián)系瀏覽器進程里面的RenderView Host對象(通過RenderProcess)和WebKit排版引擎。RenderView 負責(zé)顯示每個標(biāo)簽下的網(wǎng)頁以及彈出窗口。

在瀏覽器進程內(nèi)：

• Browser 對象負責(zé)顯示最上層的瀏覽器窗口。
• RenderProcessHost 對象顯示單個瀏覽器的側(cè)邊 ↔ 排版進程的IPC連接(ps:不太理解這句話，付原文如下：The RenderProcessHost object represents the browser side of a single browser ↔ renderer IPC connection)。每個排版進程僅有一個RenderProcessHost對象。
• RenderViewHost 對象封裝與遠程RenderView 之間的通訊。同時負責(zé)RenderWidget對象的輸入和顯示。

    更多細節(jié)可以參考 How Chromium displays web pages 

排版進程的共享

    通常情況下。每頁新窗口或者是新標(biāo)簽都將在新進程里面打開。瀏覽器進程負責(zé)創(chuàng)建新進程并引導(dǎo)它創(chuàng)建一個RenderView。

    有時候有必要讓標(biāo)簽或者是窗口共享排版線程。一個網(wǎng)頁應(yīng)用開啟了一個新的窗口并采用同步實現(xiàn)進行通訊。例如：Javasript里面的window.open。在這種情況下，當(dāng)我們創(chuàng)建一個新的窗口或者一個新的標(biāo)簽。我們需要重用當(dāng)前進程打開的窗口。我們還有一種策略：當(dāng)創(chuàng)建進程的數(shù)量太多的時候，我們會把新創(chuàng)建的標(biāo)簽附加到已有的進程上。或者當(dāng)用戶已經(jīng)有一個進程打開了所需的地址。這個策略我們已經(jīng)在in Process Models. 里面描述過。

崩潰檢測或異常排版

       每個瀏覽器進程的IPC連接會監(jiān)視進程的句柄(handle)，如果句柄指示異常(are signaled),排版引擎已經(jīng)崩潰并并通知到標(biāo)簽。然后我們會顯示一個"sab tab"頁面通知用戶排版引擎已經(jīng)崩潰。這個頁面可以通過按刷新鍵重新加載或者輸入一個新的地址進行瀏覽。當(dāng)這種情況發(fā)生時，我們通知用戶原來的進程已經(jīng)不存在了我們需要創(chuàng)新一個新的進程。

排版引擎的沙盒模型

        當(dāng)我們將WebKit至于一個獨立的進程內(nèi)，就給了我們機會去限制它訪問系統(tǒng)資源。例如，我們可以確保排版引擎的對網(wǎng)絡(luò)的訪問都是通過它的父進程完成的。同樣，我們可以通過操作系統(tǒng)內(nèi)置的權(quán)限限制排版引擎對文件系統(tǒng)的訪問。

         除了能夠限制排版引擎對文件系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的訪問外，我們還可以增加對其對用戶的顯示和相關(guān)對象的限制。我們可以在一個用戶不可見的windows 桌面上運行一個排版進程。

         這樣我們可以防止排版引擎打開新的窗口或者被劫持按鍵。

返還內(nèi)存

     給定的排版引擎運作在獨立的進程內(nèi)，它會將隱藏的標(biāo)簽當(dāng)做低優(yōu)先級處理。通常情況下，被最小化的窗口的進程會講他們的內(nèi)存自動返還到"可以內(nèi)存"池內(nèi)，在低內(nèi)存情況下。窗口會將這部分內(nèi)存交換到高優(yōu)先級內(nèi)存。這樣可以保證用戶可視的程序得到更多相應(yīng)。我們可以講這個策略用于隱藏的標(biāo)簽。當(dāng)一個排版進程沒有最上層的標(biāo)簽，我們可以減小這個進程的工作設(shè)置大小，這樣會提示系統(tǒng)如果有需要可以講這個進程的內(nèi)存優(yōu)先交換出去。因為我們發(fā)現(xiàn)減少工作設(shè)置大小會降低兩個標(biāo)簽間的切換速度，我們采取逐步釋放的策略。這意味著如果用戶在常用標(biāo)簽間切換的時候，那些不常被使用的標(biāo)簽其內(nèi)存會優(yōu)先被置換出去。

用戶如果有足夠多的內(nèi)存運行他們所以的程序的時候他們是不會體會到這個差別的。系統(tǒng)僅僅會回收需要的內(nèi)存，如果你有足夠的內(nèi)存是不會有性能損失的。

    這會幫助我們在低內(nèi)存環(huán)境下獲取更多優(yōu)化的內(nèi)存足跡。那些不常使用且被置于后天的標(biāo)簽其內(nèi)存可以完全交換給前置的標(biāo)簽。于此形成對比的是，一個單進程瀏覽器，它所有標(biāo)簽的數(shù)據(jù)僅僅會隨意的散落在內(nèi)存中，而其不可能將使用過和未使用的內(nèi)存區(qū)分開，既浪費了內(nèi)存空間有損害了系統(tǒng)性能。

插件

Firefox形式的NPAPI 插件運行在他們自己的進程內(nèi)，同其他的排版進程保持分離。這些在Plugin Architecture.有進一步的描述。

資源

Multi-threaded user interface in Windows on MSDN.

本文翻譯自http://dev.chromium.org/developers/design-documents/multi-process-architecture