线程和进程

权泉全
80 阅读6分钟

线程和进程

  • JS是一门单线程语言,也就是说，同一段时间只能做一件事，前一件事情做完了，才做下一件事情。
  • JS设计之初为了操作DOM元素的， 我们不能同时去添加或者删除同一个DOM. 只能先执行一个操作，再执行另一个操作。

同步和异步

  • 同步：同一时间只有一个任务再执行，前一个任务执行完，才能执行后一个任务。 ==> 串联
  • 同步：同一时间只有一个任务再执行，前一个任务执行完，才能执行后一个任务。 ==> 串联

线程和进程

  1. 进程 process ==> 可以理解为正在运行着的程序
  2. 线程 thread ==> 程序中的一个执行单元或执行路径。
  • 一个进程就是一个程序的运行实例。详细解释就是，启动一个程序的时候，操作系统会为该 程序创建一块内存，用来存放代码、运行中的数据和一个执行任务的主线程，我们把这样的 一个运行环境叫进程。
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线程进程的特点：

  1. 一个进程可以有多个线程。
  2. 进程中的任意一线程执行出错，都会导致整个进程的崩溃。
  3. 线程必须依附进程才能运行, 不能单独存在
  4. 线程之间共享进程中的数据。
  5. 进程之间的内容相互隔离。

单进程浏览器时代产生的问题

  • 单进程浏览器是指浏览器的所有功能模块都是运行在同一个进程里，这些模块包含了网络、插件、JavaScript 运行环境、渲染引擎和页面等。其实早在 2007 年之前，市面上浏览器都是单进程的。单进程浏览器的架构如下图所示：
  • image.png
  • 如此多的功能模块运行在一个进程里，是导致单进程浏览器不稳定、不流畅和不安全的一个 主要因素。

问题1.不稳定

  • 早期浏览器需要借助于插件来实现诸如 Web 视频、Web 游戏等各种强大的功能，但是插 件是最容易出问题的模块，并且还运行在浏览器进程之中，所以一个插件的意外崩溃会引起 整个浏览器的崩溃。
  • 除了插件之外，渲染引擎模块也是不稳定的，通常一些复杂的 JavaScript 代码就有可能引 起渲染引擎模块的崩溃。和插件一样，渲染引擎的崩溃也会导致整个浏览器的崩溃

问题2.不流畅

  • 所有页面的渲染模块、JavaScript 执行环境以及插件都是运行在同一个线程中的，这就意味着同一时刻只能有一个模块可以执行。
  • 死循环代码如果运行在单进程浏览器的页面中，它会独占整个线程，导致其他运行在该 线程中的模块就没有机会被执行，导致整个浏览器失去响应，变卡顿。

问题3. 不安全

  • 比如插件，比如js代码。插件可以使用 C/C++ 等代码编写，通过插件可以获取到操作系统的任意资源，当你在页面 运行一个插件时也就意味着这个插件能完全操作你的电脑。如果是个恶意插件，那么它就可 以释放病毒、窃取你的账号密码，引发安全性问题。

早期多进程架构

  • 以下是2008年Chrome发布时的进程架构图：
  • image.png
  • Chrome 的页面是运行在单独的渲染进程中的，同时页面里的插件也是运行在单独的插件进程之中，而进程之间是通过 IPC 机制进行通信（如图中虚线部分）

如何解决不稳定的问题

  • 由于进程是相互隔离的，所以当一个页面或者插件崩溃时，影响到的仅仅是当前的页面进程或者插件进程，并不会影响到浏览器和其他页面，这就 完美地解决了页面或者插件的崩溃会导致整个浏览器崩溃，也就是不稳定的问题。

如何解决不流畅的问题

  • JavaScript 也是运行在渲染进程中的，所以即使 JavaScript 阻塞了渲染进程，影响到的也只是当前的渲染页面，而并不会影响浏览器和其他页面，因为其他页面的脚本是运行在它们自己的渲染进程中的。所以当我们再在 Chrome 中运行某个死循环的代码时，没有响应的仅仅是当前的页面。

如何解决安全问题

  • 采用多进程架构的额外好处是可以使用安全沙箱，你可以把沙箱看成是操作系统给进程上了一把锁，沙箱里面的程序可以运行，但是不能在你的硬盘上写入任何数据，也不能在敏感位置读取任何数据，例如你的文档和桌面。Chrome 把插件进程和渲染进程锁在沙箱里面，这样即使在渲染进程或者插件进程里面执行了恶意程序，恶意程序也无法突破沙箱去获取系统权限。

最新的多进程架构

  • image.png

最新的 Chrome 浏览器包括：

  1. 1 个浏览器（Browser）主进程
  • 主要负责界面显示、用户交互、子进程管理，同时提供存储等功能。
  1. 1 个GPU 进程
  • 用于加速渲染和处理网页中的图形和动画效果
  • 一开始是为了3D CSS绘制，之后网页，Chrome UI界面都采用GPU绘制
  1. 1 个网络（NetWork）进程
  • 负责处理网络请求，如HTTP请求、WebSocket连接等。
  1. 多个渲染进程 （Renderer Process）
  • 负责处理一个选项卡Tab的所有页面渲染任务
  1. 多个插件进程。
  • 主要是负责插件的运行，因插件易崩溃，所以需要通过插件进程来隔离，以保 证插件进程崩溃不会对浏览器和页面造成影响

渲染进程

  • 核心任务是将 HTML、CSS 和 JavaScript 转换为用户可以与之交互的网页，排版引擎 Blink 和 JavaScript 引擎 V8 都是运行在该进程中，默认情况下，Chrome 会为每个 Tab 标签创建一个渲染进程。出于安全考虑，渲染进程都是运行在沙箱模式下。

未来：面向服务的架构

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