客户端容器 | 青训营笔记

consoleLog6
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浏览器本质是一种客户端容器

1. 浏览器架构

1.1. 浏览器架构-演进

  1. 单进程架构：所有模块运行在同一个进程里，包含网络、插件、JavaScript运行环境等（之前的）
  2. 多进程架构：主进程、网络进程、渲染进程、GPU进程、插件进程（现在主流的）
  3. 面向服务架构：将原来的UI、数据库、文件、设备、网络等，作为一个独立的基础服务

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1.2. 浏览器架构-对比

架构类型扩展性安全性稳定性流畅性
单进程架构低，所有模块运行在同一进程里，访问同一块内存区域，数据没有隔离，新增模块可能会影响原有功能低，三方插件可直接访问操作系统里任意资源低，三方插件漏洞或者某个tab页面JavaScript脚本问题可能导致浏览器崩溃卡顿，所有页面运行在同一进程中，开启多个页面时明显卡
多进程架构中，各进程分配独立的内存区域有些进程功能较大，耦合度高高，运行在独立沙箱中，不能访问系统敏感资源高，进程相互隔离，当一个页面或者插件崩溃时，不会影响其他进程流畅，每个页面运行在独立的渲染进程中，充分利用系统资源
面向服务架构高，服务模块划分更细，更内聚耦合性低，易于扩展高，运行在独立沙箱中，不能访问系统敏感资源高，进程相互隔离，当一个页面或者插件崩溃时，不会影响其他进程流畅，每个页面运行在独立的渲染进程中，充分利用系统资

1.3. 浏览器架构-多进程分工

进程名称进程描述
浏览器(主进程)主要负责页面展示逻辑，用户交互，子进程管理;包括地址栏、书签、前进、后退、收藏夹等
GPU进程负责UI绘制，包含整个浏览器全部UI
网络进程网络服务进程，负责网络资源加载
标签页(渲染进程)控制tab内的所有内容，将Html、Css和JavaScript转换为用户可交互的网页
插件进程控制网站运行的插件，比如flash、ModHeader等
其他进程适用程序 Storage/Network/Audio Service 等

1.4. 浏览器架构-思考

  1. 为什么会有单进程架构？

    • 主要受早期硬件限制
    • 单进程节约系统资源

  2. 面向服务架构是否会代替多进程架构？

    • 应该会
    • 性能好的机器上会做成面向服务架构

2. 渲染进程

2.1. 常见浏览器内核

内核浏览器JS引擎补充说明
TridentIE4-11JScript，Chakra出生于1994年，IE8以前使用JScript引擎，IE9开始使用Chakra引擎
GeckoFirefoxSpiderMonkeyGecko内核主要用在Firefox浏览器上，同时是一个跨平台的内核，支持在Windows、BSD、Linux、Mac OS X中使用
WebkitSafari、Chrome、Android浏览器JavaScriptCore由Apple公司技术团队开发，并在2005年开源
BlinkChrome，OperaV8Google基于Webkit开发的内核，在Webkit的基础上加入多进程，沙箱等技术，于2013年开源
EdgeEdgeChakra2015年由微软发布，用于Edge浏览器上，由于性能较差，运行不稳定等原因，2018年微软将Edge浏览器内核迁移到Chromium
Trident+Webkit(Blink)国产浏览器QQ、360、搜狗、UC等都有都有早期银行系统都是在IE上进行开发，想要支持银行系统就切换到Trident内核，想要体验就切到Webkit内核

2.2. 渲染进程-多线程架构

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线程功能
JS引擎负责解析js脚本，运行js程序，每个渲染进程下面只有一个js引擎线程。与GUI渲染线程互斥，如果js任务执行时间过长，会导致页面卡顿
GUI渲染负责渲染浏览器界面，解析html、css，构建dom树和render树、布局、绘制，和js引擎线程互斥，GUI更新会在js引擎空闲时立即执行
定时器触发定时器所在线程，setTimeout、setInterval计时完毕后，将回调添加到事件队列，等待js引擎执行
网络线程在XHR、Fetch等发起请求后新开一个网络线程请求，如果设置了回调函数，在状态变更时，将回调放入事件队列，等待js引擎执行
事件触发由宿主环境提供，用于控制事件循环，不断地从事件队列里取出任务执行

2.3. JS引擎 VS 渲染引擎

  1. 解析执行JS（像V8引擎做了优化：把高频的函数转成机器码，下次遇到的时候直接执行，而不需要像字节码一样解析执行）
  2. XML解析生成渲染树，显示在屏幕
  3. 桥接方式通信（如JS操作DOM）

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2.4. 渲染进程-多线程工作流程

  1. 网络线程负责加载网页资源
  2. JS引擎解析JS脚本并且执行
  3. JS解析引擎空闲时，渲染线程立即工作
  4. 用户交互、定时器操作等产生回调函数放入任务队列中
  5. 事件线程进行事件循环，将队列里的任务取出交给JS引擎执行

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2.5. 一道笔试题

const now = Date.now()

setTimeout(() => {
  console.log('time10', Date.now() - now)
}, 10)

setTimeout(() => {
  console.log('time30', Date.now() - now)
}, 30)

while (true) {
  if (Date.now() - now >= 20) {
    break
  }
}

console.log(Date.now() - now)

// 依次输出：
// 20（同步代码）
// time10 20（也可能是20左右的数字，因为事件循环有4ms的偏差，下同）
// time30 31

3. Chrome运行原理

3.1. Chrome运行原理-如何展示网页

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3.2. Chrome运行原理-输入处理

  1. 用户Url框输入内容的后，UI线程会判断输入的是一个URL地址呢，还是一个query查询条件
  2. 如果是URL，直接请求站点资源
  3. 如果是query，将输入发送给搜索引擎（也是一个站点）

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3.3. Chrome运行原理-开始导航

  1. 当用户按下回车，UI线程通知网络线程发起一个网络请求，来获取站点内容
  2. 请求过程中，tab处于loading状态

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3.4. Chrome运行原理-读取响应

  1. 网络线程接收到HTTP响应后，先检查响应头的媒体类型(MIME Type)
  2. 如果响应主体是一个HTML文件，浏览器将内容交给渲染进程处理
  3. 如果拿到的是其他类型文件，比如Zip.exe等，则交给下载管理器处理

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3.5. Chrome运行原理-寻找渲染进程

  1. 网络线程做完所有检查后，会告知主进程数据已准备完毕，主进程确认后为这个站点寻找一个渲染进程
  2. 主进程通过IPC消息告知渲染进程去处理本次导航
  3. 渲染进程开始接收数据并告知主进程自己已开始处理，导航结束，进入文档加载阶段

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3.6. 渲染进程-资源加载

  1. 收到主进程的消息后，开始加载HTML文档
  2. 除此之外，还需要加载子资源，比如一些图片，CSS样式文件以及JavaScript脚本

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3.7. 渲染进程-构建渲染树

  1. 构建DOM树，将HTML文本转化成浏览器能够理解的结构
  2. 构建CSSOM树，浏览器同样不认识CSS，需要将CSS代码转化为可理解的CSSOM
  3. 构建渲染树，渲染树是DOM树和CSSOM树的结合

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3.8. 渲染进程-页面布局

  1. 根据渲染树计算每个节点的位置和大小
  2. 在浏览器页面区域绘制元素边框
  3. 遍历渲染树，将元素以盒模型的形式写入文档流

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3.9. 渲染进程-页面绘制

  1. 构建图层: 为特定的节点生成专用图层
  2. 绘制图层: 一个图层分成很多绘制指然后将这些指令按顺序组成一个绘制列表，交给合成线程
  3. 合成线程接收指令生成图块
  4. 栅格线程将图块进行栅格化（栅格化就是把图块转成绘图，具体的一个个像素点，通常会使用GPU加速）
  5. 展示在屏幕上（调用显卡）

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3.10. 前端性能performance

  1. 时间都花在哪
  2. 什么情况下卡顿

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3.11. 性能优化

名称举例
首屏优化1. 压缩、分包、删除无用代码
2. 静态资源分离
3. JS脚本非阻塞加载
4. 缓存策略
5. SSR
6. 预置loading、骨架屏
渲染优化1. GPU加速
2. 减少回流、重绘
3. 离屏渲染
4. 懒加载
JS优化1. 防止内存泄漏（全局变量、严格模式、DOM删除但其变量引用仍在、定时器）
2.循环尽早break
3. 合理使用闭包
4. 减少Dom访问（cssText或者clasName去修改）
5. 防抖、节流
6. Web Workers

4. 跨端容器

4.1. 为什么需要跨端

  1. 开发成本、效率
  2. 一致性体验
  3. 前端开发生态

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4.2. 有哪些跨端方案

  • webview
  • 小程序RN/WeeX
  • Lynx
  • Flutter

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4.3. 跨端容器-WebView

  1. Webview，即网页视图，用于加载网页Url，并展示其内容的控件
  2. 可以内嵌在移动端App内，实现前端混合开发，大多数混合框架都是基于Webview的二次开发;比如Ionic、Cordova

4.4. 跨端容器-常见WebView分类

platformwebview内核
Android4.4webviewWebkit
Android4.4以上webviewchromium
Android 国内部分X5 webviewchromium 改造版
iOSUlwebviewWebkit
iOS8 以上WKwebviewWebkit

4.5. 跨端容器-使用WebView优势

  1. 一次开发，处处使用，学习成本低
  2. 随时发布，即时更新.不用下载安装包
  3. 移动设备性能不断提升，性能有保障
  4. 通过JSBridge和原生系统交互，实现复杂功能

4.5. 跨端容器-WebView使用原生能力

  1. Javascript 调用 Native
    • API注入：Native获取Javascript环境上下文，对其挂载的对象或者方法进行拦截
    • 使用Webview URL Scheme 跳转拦截o
    • IOS上 window.webkit.messageHandler 直接通信
  2. Native 调用 Javascript
    • 直接通过webview 暴露的 API 执行JS代码
    • IOS webview.stringByEvaluatingJavaScriptFromString
    • Android webview.evaluateJavascript

4.5. 跨端容器-WebView<->Native通信

1.JS环境中提供通信的 JSBridge 2. Native 端提供 SDK 响应 JSBridge 发出的调用 3. 前端和客户端分别实现对应功能模块

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4.6. 跨端容器-实现一个简易JSBridge

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4.7. 跨端容器-小程序

  1. 微信、支付宝、百度小程序、小米直达号
  2. 渲染层-webview
  3. 双线程，多webview架构
  4. 数据通信，Native转发

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4.8. 跨端容器-React Native/WeeX

  1. 原生组件渲染
  2. React/Vue框架
  3. virtual dom
  4. JSBridge

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4.9. 跨端容器-Lynx

  1. Vue
  2. JS Core / V8
  3. JSBinding
  4. Native Ul / Skia

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4.10. 跨端容器-Flutter

  1. wideget
  2. dart vm
  3. skia图形库

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4.11. 跨端容器-通用原理

  1. UI组件
  2. 染引擎
  3. 逻辑控制引擎
  4. 通信桥梁
  5. 底层API抹平表现差异

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4.12. 跨端方案对比

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4.13. 跨端容器-思考

  1. 同样是基于webview渲染，为什么小程序体验比webview流畅
    • 离线缓存
    • 基于webview做了精致
  2. 未来的跨端方案会是什么
    • 会回归webview

5. 课程总结

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