浏览器架构
浏览器架构演进
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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
- 在早期的浏览器中，所有的功能都在一个进程中完成，包括用户界面、JavaScript执行、CSS渲染和网络请求等。单进程架构的优势是简单、易于实现，但缺点也很明显，如：不稳定（一个标签页崩溃可能导致整个浏览器崩溃）、不安全（攻击者可以利用漏洞来控制整个浏览器）以及性能瓶颈（多个标签页争抢资源，导致性能下降）。
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多进程架构：主进程、网络进程、渲染进程、GPU进程、插件进程
- 为了解决单进程架构的问题，浏览器厂商开始将浏览器的功能拆分为多个进程。例如，谷歌推出的Chrome浏览器就采用了多进程架构。在这种架构下，浏览器将每个标签页（或每个渲染实例）分配给一个单独的进程，从而实现了进程间的隔离，防止单个网页崩溃影响到其他界面。多进程架构提高了浏览器的稳定性、安全性和性能，但同时也增加了内存消耗
- 每一个Tab运行在独立的沙盒里面
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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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面向服务架构 => 多进程架构升级版本
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随着Web平台的发展，浏览器需要处理越来越多的任务，这使得多进程架构变得复杂且难以维护。面向服务架构的出现旨在将浏览器的各个功能模块化，将它们作为独立的服务来运行和维护。在这种架构下，每个服务都可以独立地使用一个或多个进程，根据需求自动扩展或缩减资源。这样可以进一步提高浏览器的稳定性、安全性和性能，同时优化资源利用率
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浏览器架构对比
浏览器架构 - 任务管理器
在多进程浏览器架构中，任务管理器是一个非常重要的组件。任务管理器负责监控、管理和分配浏览器的各个进程，确保整个浏览器系统的稳定性和性能。
任务管理器主要负责以下几方面的功能：
- 进程监控：任务管理器可以实时查看浏览器中的各个进程，包括标签页进程、插件进程和扩展进程等。它可以展示各个进程的资源使用情况，如内存占用、CPU使用率和网络活动等。
- 进程管理：任务管理器负责启动和关闭浏览器的进程。当用户打开一个新的标签页或启动一个插件时，任务管理器会创建相应的进程。当标签页被关闭或插件停止运行时，任务管理器会结束相应的进程，以释放系统资源。
- 资源分配：任务管理器根据各个进程的资源需求，动态地分配系统资源。例如，对于需要大量CPU资源的进程，任务管理器会分配更多的CPU时间片。同时，任务管理器还可以确保关键进程（如用户界面进程）始终获得足够的资源，从而保证整个浏览器的流畅运行。
- 进程隔离：为了提高浏览器的安全性，任务管理器会对各个进程进行隔离。这意味着一个进程无法直接访问另一个进程的内存空间。进程隔离可以防止潜在的安全漏洞影响到整个浏览器系统。
- 异常处理：任务管理器负责检测和处理进程中的异常情况。当某个进程发生崩溃或无响应时，任务管理器会尝试自动恢复该进程。如果无法恢复，任务管理器会提示用户关闭相应的标签页或插件，以防止整个浏览器崩溃。
通过任务管理器，浏览器可以有效地监控和管理其各个进程，确保整个系统的稳定性、性能和安全性。不同浏览器的任务管理器实现可能会有所差异，但它们的核心功能和目标都是类似的。在谷歌Chrome浏览器中，用户可以通过按下Shift + Esc快捷键或者在菜单中选择“更多工具” > “任务管理器”来打开任务管理器。
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 | 如上图所示：适用程序Storage/Network/Audio Service等 |
问题思考
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为什么会有单进程架构？
单进程架构在早期的浏览器中出现，当时的Web技术相对较为简单，浏览器需要处理的任务和复杂性远不及现在。在这个背景下，单进程架构具有一些优势：
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简单性：单进程架构更易于实现和维护，因为它不需要处理多进程间的通信和资源分配问题。对于早期的浏览器开发者来说，单进程架构提供了一种快速实现浏览器功能的方法。
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资源消耗：相较于多进程架构，单进程架构在内存和CPU资源消耗方面较低。因为多进程架构中，每个进程都需要占用一定的系统资源，而单进程架构只需要维护一个进程。在计算机硬件资源有限的早期，这一点是非常重要的。
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兼容性：早期的Web技术和标准相对较为简单，单进程架构在兼容性方面表现优秀。因为不需要处理多进程间的兼容性问题，单进程浏览器更容易支持不同的操作系统和硬件平台。 然而，随着Web技术的发展，浏览器需要处理越来越复杂的任务，如多媒体播放、实时通信和大量的JavaScript代码等。这使得单进程架构的局限性变得越来越明显，包括稳定性、安全性和性能等方面的问题。因此，浏览器厂商开始采用多进程架构和面向服务架构，以适应这些新的挑战。
单进程架构在早期的浏览器中出现，是因为它在简单性、资源消耗和兼容性方面具有优势。然而，随着Web技术的发展，这种架构的局限性逐渐暴露，导致现代浏览器转向多进程架构和面向服务架构
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面向服务架构是否会替代多进程架构？
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面向服务架构在某种程度上可以看作是多进程架构的一种演进和优化。这种架构将浏览器的各个功能模块化，作为独立的服务来运行和维护。这样可以进一步提高浏览器的稳定性、安全性和性能，同时优化资源利用率。
尽管面向服务架构具有一定的优势，但是它不一定会完全替代多进程架构。这是因为两种架构各自有不同的应用场景和优缺点：
- 面向服务架构更适用于复杂的浏览器系统，它可以更好地管理和维护浏览器的各个功能模块。然而，在一些轻量级或特定用途的浏览器中，多进程架构可能仍然是一个合适的选择，因为它相对简单且易于实现。
- 面向服务架构的优势在于模块化和灵活性，它可以根据需求自动扩展或缩减资源。但是，这种架构可能需要更多的系统资源和开发维护成本。多进程架构在资源消耗和开发成本方面可能更具优势。
- 不同浏览器厂商可能会根据自己的产品定位和技术栈选择不同的架构。例如，谷歌Chrome浏览器采用了多进程架构，并在此基础上引入了一些面向服务架构的设计理念。而其他浏览器厂商可能会选择完全基于面向服务架构的实现。
总之，面向服务架构在某些方面具有优势，但它不一定会完全替代多进程架构。两种架构各自适用于不同的应用场景，浏览器厂商可能会根据实际需求和技术栈选择合适的架构。随着Web技术的不断发展，未来浏览器架构可能会继续演进，以适应更多的需求和挑战。
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渲染进程 - 多线程架构
进程和线程都是操作系统进行任务管理的基本单位，它们之间有一定的关联性，但也有明显的区别
- 进程：
进程是一个独立的程序执行实例，它包括程序的代码、数据以及运行时所需的系统资源（如文件描述符、内存空间等）。每个进程都有自己的独立地址空间，操作系统会为每个进程分配和管理资源。
进程的特点：
- 独立性：进程具有独立的地址空间，一个进程无法直接访问另一个进程的资源，除非通过进程间通信（IPC）机制。
- 隔离性：操作系统会为每个进程分配和管理资源，确保它们之间的隔离。这有助于提高系统的稳定性和安全性。
- 资源开销：创建和维护进程需要消耗一定的系统资源，如内存、CPU时间等。
应用场景：进程通常用于执行独立的、需要隔离的任务。例如，在多进程浏览器中，每个Tab标签页都运行在一个单独的进程中，以实现进程间的隔离和资源管理。
- 线程：
线程是进程内的一个执行单元，它共享进程的地址空间和资源，但拥有自己的执行堆栈和程序计数器。一个进程可以包含多个线程，它们可以并发地执行任务。
线程的特点：
- 轻量级：线程比进程更轻量级，创建和切换线程的开销较小。
- 共享资源：线程之间可以共享进程的地址空间和资源，这使得线程间的通信和数据共享变得更加简单高效。
- 上下文切换：线程之间的上下文切换成本较低，因为它们共享相同的地址空间。
应用场景：线程通常用于实现并发执行和任务分解。例如，在一个图形编辑器中，可以使用多个线程分别处理用户输入、图形渲染和文件保存等任务，从而提高程序的响应速度和执行效率。
总结：进程是一个独立的程序执行实例，具有独立的地址空间和资源；线程是进程内的一个执行单元，共享进程的地址空间和资源。进程通常用于执行独立的、需要隔离的任务，而线程则用于实现并发执行和任务分解
