Chrome设计文档-多进程架构

chromium multi-process architecture

本文档从high-level的角度描述Chromium的多进程架构。

问题

要构建一个决不崩溃或挂起的渲染引擎几乎是不可能的。同样的，要构建一个100%安全的渲染引擎也是不可能的。

从某些角度来看，当今的web浏览器有点类似于过去的单用户，多任务操作系统。正如一个异常的程序会导致整个系统down掉，一个异常的网页也会导致一个现代浏览器挂掉。

现代操作系统之所以更加健壮利益于它们把应用放到隔离的进程中。一个应用的崩溃不会影响其它的应用或者操作系统本身。任一用户对其它用户的数据操作都是严格受限的。

架构概述

我们针对浏览器的tab使用隔离的进程。这种方案可以保护应用本身完整，不受渲染引擎的bugs或小差错的影响。同时，我们也严格限制从渲染引擎到其它进程的访问。从某些方面来看，这给网页浏览带来了内存保护和访问控制的收益。而这两点均借鉴自操作系统。

我们把主进程称为“browser process（浏览进程）或browser”。该进程负责UI的运行和tab的管理工作，同时，也负责插件进程的管理工作。类似的，tab特定的进程被称为“render process”或者“renderer”。Renderers使用”WebKit”开源引擎解析并布局HTML文档。

管理渲染进程（Rendering process / Renderer）

每一个Renderer对应一个全局的RenderProcess对象。该对象管理Renderer与父进程Browser process间的通信，并维护全局状态。Browser则维护多个RenderProcessHost对象。每个RenderProcessHost对应一个Renderer。Browser负责策略浏览状态以及与Renderer的通信。Browser与Renderers间的通信由Chromium的IPC系统承担。

管理Views

每个Renderer有一个或多个RenderView对象。一个Renderer相当于一个tab。相应的，RenderProcessHost维护一个RenderViewHost。一个RenderViewHost对应于Renderer中的一个view。同一个Renderer中，为了区分不同的view，每个view会被分配一个ID。这些ID在同一个Renderer里是唯一的，但在browser里并不是。所以，要标识一个view，需要RenderProcessHost和一个view ID。

组件和接口

在Render进程里：

• RenderProcess负责处理与RenderProcessHost间的IPC。RenderProcessHost位于Browser中。每一个Render进程仅一个RenderProcess。所有的browser和renderer间的通信都是这样子的。
• RenderView对象与browser进程中的RenderViewHost通信（当然，是通过RenderProcess完成的）。RenderView代表一个网页上的内容或弹出窗口中的网页内容。

在Browser进程中：

• Browser对象代表一个顶层的browser窗口
• RenderProcessHost代表browser端的browser<->renderer ipc连接。在browser里，每一个render进程对应一个RenderProcessHost。
• RenderViewHost封装了与远端的RenderView间的通信流程。RenderWidgetHost处理输入和RenderWidget的绘制。

共享Renderer

通常，一个新窗口或新tab打开一个新的进程。浏览器会生成一个新进程，然后，指令它去创建一个单独的RenderView。

有时，tabs或windows间共享Renderer也是必须的或者非常有必要的。比如，一个web应用使用window.open打开一个同步模式的新窗口。这种情况下，当我们创建一个新窗口或tab时，我们需要复用原进程，即窗口打开者所在的进程。对于进程数过多的情况，我们也有相应的策略把新tab交给已存在的进程。这些策略参见Process Models。

崩溃探测或渲染异常

每一个到browser进程IPC链接会监控渲染进程(renderer)的句柄。如果这些句柄收到信号，那么渲染进程已经崩溃，tab页收到崩溃通知。从今开始，当Renderer崩溃时，我们会显示一个”sad tab“屏来通知用户。当前页面可以通过点击”preload“按钮重新加载。

Renderer沙盒化

假设WebKit在一个分离的进程中运行，我们有机会控制它对系统资源的访问。比如，我们可以限定renderer的网络操作只能通过其父进程完成。类似的，我们也可以严格限制它对文件系统的访问。

Plug-ins

NPAPI插件运行在自己的进程中，与renderers分离。详情参见Plugin Architecture。