一、引言
在前端开发的世界里，浏览器是我们代码运行的主要平台。当我们在浏览器的地址栏输入一个 URL 并按下回车键，随后就会看到丰富多彩的网页内容。但在这个看似简单的操作背后，浏览器内部其实进行了一系列复杂的工作，其中多进程机制就是浏览器高效、稳定运行的关键所在。对于前端小白来说，了解浏览器的多进程机制，有助于我们更好地理解代码在浏览器中的运行环境，优化网页性能，提升用户体验。
二、为什么需要多进程
在深入了解浏览器的多进程之前，我们先明确一下进程和线程的概念。
2.1 进程与线程
- 进程：进程是操作系统分配资源的最小单位。可以把进程想象成一个工厂，它拥有自己独立的资源，如内存、CPU 时间等。
- 线程：线程是 CPU 调度的最小单位。线程就像是工厂里的工人，在进程提供的资源环境下工作。
2.2 单线程与多线程的优缺点
- 单线程：JavaScript 就是单线程的，它简单、可靠。单线程的执行方式就像是一条单行道，代码按照顺序依次执行，不会出现多个任务同时修改共享数据导致的混乱问题。但单线程也有明显的缺点，一旦某个任务执行时间过长，就会阻塞后续任务的执行，导致页面卡顿。
- 多线程：多线程可以让多个任务并行执行，从而提高程序的运行速度。线程之间可以共享所属进程提供的数据，方便进行协作。但多线程也带来了一些问题，比如线程安全问题，多个线程同时访问和修改共享数据可能会导致数据不一致。
2.3 多进程的优势
浏览器采用多进程架构，主要是为了实现并行操作，提高性能和稳定性。
- 并行操作快：进程可以启动多个线程，这些线程可以并行执行任务，充分利用 CPU 的多核资源，从而加快页面的加载和渲染速度。
- 数据隔离：进程之间相互隔离，一个进程的崩溃不会影响其他进程的正常运行。比如，当一个网页崩溃时，不会导致整个浏览器崩溃，其他网页仍然可以正常使用。
- 安全可靠：每个进程都运行在沙箱之中，操作系统会对其进行严格的权限管理，防止恶意代码对系统造成损害。
三、为什么是 Chrome
在众多浏览器中，Chrome 成为了主流浏览器，这与它的多进程架构密切相关。
3.1 市场主流地位
Chrome 超越了曾经的霸主 IE 浏览器（Edge），成为全球使用量排名第一的浏览器。国内的很多浏览器其实就是基于 Chrome 浏览器套了一层壳，这也说明了 Chrome 在浏览器市场的影响力。
3.2 强大的内核
- 兼容性问题：在 PC 时代，IE 浏览器和非 IE 浏览器的
box-sizing属性表现不同，这给前端开发者带来了很大的代码兼容性问题。而在移动时代，IE 浏览器的市场份额大幅下降，前端开发者的日子就相对好过了。 - 内核发展：苹果的 Safari 浏览器使用的是 WebKit 内核，而 Google 基于 WebKit 开源了 Chromium 浏览器项目，国内的 360 等浏览器都是基于 Chromium 开发的。Chrome 是 Chromium 的商业版，它采用了 v8 引擎和渲染引擎，并且将 WebKit 中的排版引擎升级为 Blink 内核，进一步提升了浏览器的性能和兼容性。
3.3 多进程架构优势
Chrome 的多进程架构使得它在性能、稳定性和安全性方面都表现出色，能够为用户提供更好的浏览体验。
四、Chrome 多进程有哪些
Chrome 浏览器主要包含以下几种进程：
4.1 浏览器主进程
- 功能概述：浏览器主进程负责界面显示、用户交互、子进程管理和存储等功能。它就像是浏览器的大脑，协调着各个子进程的工作。
- 具体职责：在界面显示方面，它负责绘制浏览器的窗口、地址栏、标签栏等；在用户交互方面，它处理用户的鼠标点击、键盘输入等事件，采用事件冒泡和捕获机制来传递事件；在子进程管理方面，它通过 IPC（进程间通信）机制与其他子进程进行通信，协调它们的工作；在存储方面，它负责管理浏览器的各种存储功能，如 cookie、localStorage、indexDB 等。
- 安全考虑：为什么需要这么多进程呢？主要是为了安全。将不同的功能模块分配到不同的进程中，可以减少潜在的安全风险。
4.2 渲染进程
- 核心组件：渲染进程包含排版 WebKit/Blink 渲染引擎和 v8 引擎。其中，v8 引擎负责执行 JavaScript 代码，它是单线程的，但支持异步操作。
- 稳定性优势：每个 tab 都是一个渲染进程，运行在沙箱之中。这意味着当一个页面崩溃时，不会影响其他页面的正常显示。例如，当你打开多个网页时，其中一个网页崩溃了，其他网页仍然可以正常浏览。
- 权限管理：在渲染进程中，涉及到一些敏感功能，如 GPS 功能、摄像头等，浏览器会提醒用户进行授权，确保用户的隐私和安全。
4.3 插件进程
- 插件类型：插件进程主要负责运行各种插件，如 flash 插件、chrome extension 插件等。
- 独立性与安全性：插件进程是独立的，插件崩溃不会影响浏览器的正常运行。同时，插件进程也运行在沙箱之中，提高了浏览器的安全性。
4.4 GPU 进程
- 3D 加速功能：当浏览器渲染页面时，可能会有一些 3D 效果，如网页的
transform: translate3D(50%,50%,50%)效果。这些效果通常由 GPU 来处理，GPU 进程就是负责这些 3D 加速效果的。显卡和显存习惯使用 GPU 来加速，能够提高页面的渲染速度和流畅度。
五、从输入 URL 到页面展示，多进程的协作过程
当我们在浏览器的地址栏输入一个 URL 并按下回车键，浏览器会启动多个进程来完成页面的加载和展示，具体过程如下：
5.1 进程启动
浏览器打开时，会启动 4 个主要进程：浏览器主进程、渲染进程、插件进程和 GPU 进程。
5.2 输入 URL
用户在地址栏输入 URL，浏览器主进程接收到用户的输入。
5.3 查找缓存
浏览器主进程首先会查找本地缓存，看是否有该 URL 对应的页面缓存。如果有缓存且缓存未过期，浏览器会直接从缓存中读取页面内容，从而加快页面的加载速度。
5.4 DNS 解析
如果本地缓存中没有该页面的内容，浏览器主进程会将 URL 发送给 DNS 服务器进行解析，将域名转换为对应的 IP 地址。
5.5 页面加载与渲染
在获取到 IP 地址后，浏览器主进程会与服务器建立连接，请求页面资源。服务器返回页面资源后，渲染进程会对页面进行排版和渲染，将 HTML、CSS 和 JavaScript 代码转换为用户可见的页面。在渲染过程中，GPU 进程会负责处理 3D 加速效果，提高页面的渲染性能。
六、总结
浏览器的多进程机制是现代浏览器高效、稳定运行的核心。通过将不同的功能模块分配到不同的进程中，实现了并行操作、数据隔离和安全防护。作为前端开发者，了解浏览器的多进程机制有助于我们更好地理解代码在浏览器中的运行环境，优化网页性能，为用户提供更好的浏览体验。
