客户端容器 | 青训营笔记

前言

客户端容器是指在本地计算机上运行的应用程序，它提供一个环境来加载和运行web应用程序。一般的，客户端容器会将一个web应用程序打包成一个可执行文件，并提供了一些本地运行环境，使得web应用程序可以在本地计算机上独立运行。

• 桌面客户端容器：这些客户端容器帮助在计算机的桌面上直接运行web应用程序。这些容器通常是一个独立的应用程序，它会在计算机的操作系统中创建一个独立的进程来运行web应用程序，而无需通过浏览器访问。常见的桌面客户端容器有：Electron、NW.js、Adobe AIR等。

• 移动端客户端容器：这些客户端容器帮助在移动设备上直接运行web应用程序。这些容器提供了一个运行环境，使得web应用程序可以在移动设备上独立运行，并且可以利用移动设备的硬件功能，如相机、GPS等。常见的移动端客户端容器有：Apache Cordova、PhoneGap、React Native等。

• 游戏客户端容器：这些客户端容器帮助在计算机或移动设备上运行WebGL、Canvas等技术开发的游戏，并且能够利用计算机或移动设备的硬件性能提供更好的游戏效果和体验。常见的游戏客户端容器有：Unity3D、Cocos2d-x等。

一、浏览器架构

1. 浏览器架构演变（单进程-多进程-面向服务）

浏览器的架构设计已经经历了多次演变。最初的浏览器是单进程的，包括用户界面(User Interface)、浏览器引擎(Browser Engine)、渲染引擎(Rendering Engine)、JavaScript 解释器(JavaScript Interpreter)和网络层(Networking)等。这种架构方式的优势是简单，缺点是稳定性和安全性表现不佳。

之后，出现了多进程架构，将不同的部分放在不同的进程中，并利用操作系统提供的进程隔离机制来保证进程之间的分离和互不干扰。这种架构方式的优势是可靠、安全和稳定性好。但是多进程架构也存在着一些缺点，比如进程间通信会导致性能消耗增加，同时对资源的利用率也不高。

近年来，出现了更加先进的浏览器架构，如服务化架构。这种架构利用云端的资源，将浏览器的各个组成部分都放在云端进行处理，从而将用户的设备轻量化。这种架构的优势是资源利用更加灵活，同时能够将用户数据和安全隐私更好地保护。

• 用户界面(User Interface) - 包括地址栏、菜单栏、工具栏等，用户直接操作的部分
• 浏览器引擎(Browser Engine) - 处理用户界面和渲染引擎之间的交互
• 渲染引擎(Rendering Engine) - 负责解析 HTML 和 CSS，渲染页面的布局、样式和内容
• JavaScript 解释器(JavaScript Interpreter) - 解释执行 JavaScript 代码
• 数据存储(Data Persistence) - 储存浏览器用户的书签、历史记录和缓存等数据
• 网络层(Networking) - 负责处理 HTTP 请求和响应，与服务器之间的数据交换
• 插件平台(Plugin Platform) - 允许插件在浏览器中运行和交互

2. 浏览器架构对比

不同的浏览器都采用了不同的架构，主要体现在多进程架构方面。

• Chrome: Chrome 采用了多进程架构，包括浏览器进程、渲染进程、GPU 进程和插件进程等。这种架构可以实现更好的性能和稳定性，同时也带来了更高的系统资源占用。
• Firefox: Firefox 也采用了多进程架构，但其架构比 Chrome 更为复杂，包括多个不同类型的进程。Firefox 的多进程架构可以提高运行效率和稳定性。
• Safari: Safari 采用的也是多进程架构，但其进程数量相对较少。根据苹果官方文档，它的进程模型基于 WebKit，包括浏览器进程和 WebContent 进程。
• Edge: Edge 也采用了多进程架构，但它采用了更为复杂的进程模型。除了浏览器进程、渲染进程和 GPU 进程，还有一些其他类型的进程。

3. 多进程架构

多进程架构是当今流行的浏览器架构之一。它将不同部分的处理放在不同的进程中，从而可以提高整个浏览器的稳定性和安全性。

在多进程架构中，每个标签页通常对应一个单独的渲染进程。这样可以防止一个标签页挂起或崩溃影响整个浏览器的使用，同时也有助于渲染引擎的并行化处理，提高页面的加载速度。

多进程架构还可以利用操作系统提供的进程隔离功能，从而可以保证进程之间的分离和互不干扰。比如，一个渲染进程崩溃不会导致浏览器整个崩溃，同时进程隔离也有助于提高浏览器的安全性和可靠性。

但多进程架构也有一些缺点，如进程间通信会导致性能消耗增加，同时对资源的利用率也不高。因此，近年来一些新型的浏览器架构，如服务化架构，已经开始逐渐出现，取代了传统的多进程架构。

二、渲染进程

渲染进程是浏览器架构中最重要的部分之一。当用户输入一个 URL，浏览器会创建一个新的渲染进程来加载和渲染该页面。渲染进程主要负责以下任务：

• 解析 HTML 和 CSS 等页面内容，完成 DOM 和 CSSOM 的构建
• 布局和绘制页面，将页面元素呈现给用户
• 处理 JavaScript 和其他客户端脚本的执行
• 处理用户输入和交互

在传统的浏览器架构中，每个标签页都对应一个独立的渲染进程。这样能够保证标签页之间相互隔离，进程崩溃不会影响整个浏览器的稳定性。但是这也导致了一些问题，如进程间通信和资源浪费等。

• 多进程架构：渲染进程是浏览器的多进程架构中的一部分，它与浏览器主进程、GPU进程、网络进程等其他进程相互配合，共同完成浏览器的功能。
• 进程通信：渲染进程与浏览器主进程之间通过IPC（进程间通信）进行通信，主进程可以向渲染进程发送指令，如创建新的窗口、创建新的进程等。
• 线程分离：渲染进程中的渲染线程与浏览器的UI线程分离，这样可以避免页面加载时出现卡顿情况。在渲染线程中，布局和绘制是串行执行的，而 JavaScript 运行在一个单独的线程中并且没有锁。
• 渲染流程：渲染进程的渲染流程分为以下几个阶段：解析 HTML、构建 DOM 树、构建渲染树、布局渲染树、绘制渲染树。在这个过程中，渲染引擎根据 CSS 样式创建渲染规则，并将这些规则应用到渲染树中的所有元素上。
• 渲染性能优化：为了提高页面的渲染性能，我们可以采取以下几个方面的优化措施：尽可能使用 CSS，减少 JS 操作 DOM 的次数，使用事件委托，避免布局抖动，使用 CSS 动画代替 JS 动画等。

三、Chrome 运行原理

Chrome 是一款非常流行的浏览器，其运行原理与其他浏览器比较类似。Chrome 架构分为多个进程，其中包括以下几个进程:

• 浏览器进程：负责协调其他进程，处理用户输入和管理插件等
• 渲染进程：负责解析 HTML、CSS 和 JavaScript 等页面内容，完成页面的渲染和布局
• GPU 进程：负责处理浏览器中的图形操作
• 插件进程：负责运行插件的进程

Chrome 可以使用多进程架构，利用多核 CPU 并提供更大的安全保障。每个标签页通常可以使用一个单独的渲染进程。与其他浏览器相比，Chrome 的进程隔离更彻底，可以防止进程间共享内存。

四、跨端容器

跨端容器是指一种软件环境，可以在不同的设备上运行相同的应用程序。它能够将 Web 应用程序打包成原生应用程序，以实现跨平台的能力。

• 包的格式：跨端容器一般都需要将应用程序打包成一个单独的文件，这个文件被称为“包”。常见的包格式有 APK(Android 手机平台)、IPA(iOS 平台)、APPX(Windows 平台) 等。
• 原生代码和 Web 代码的互操作：跨端容器往往需要将原生代码与 Web 代码结合在一起，以提供更好的用户体验。比如，原生应用程序可以通过 JavaScript 接口调用 Web 页面的代码。
• 跨端容器和原生 API：跨端容器通常提供一些原生 API，可以让 Web 应用程序访问设备本身的功能，如相机、音频、网络等。这些 API 通常是一些封装了原生代码的 JavaScript 接口。
• 调试和测试：跨端容器需要支持快速调试和测试，以帮助开发人员发现和修复问题。通常会提供类似于 Chrome 控制台的调试工具。
• 应用程序分发：跨端容器需要提供一种方法来将应用程序分发到用户的设备上。这通常涉及到发布到应用商店和应用程序用于安装和更新的机制。