进程和线程
在理解浏览器架构之前，我们需要先掌握进程和线程的基础概念。
在现代操作系统中，进程和线程是程序执行的两个基本单位，构成CPU调度和资源管理的核心逻辑。
什么是进程
进程是操作系统分配资源的基本单位，可以把它想象成一个正在运行的程序实例，拥有独立的内存空间、资源系统、权限上下文等等。
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每一个浏览器标签页、每一个打开的软件，通常都是一个进程。
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不同进程之间彼此独立，一个崩溃不会直接影响另一个。
什么是线程
线程是CPU调度的最小单位，是进程中的“执行路径”。一个进程可以包含多个线程，这些线程共享进程的资源，但各自拥有自己的执行栈和上下文。
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线程之间可以并发执行（前提是多核 CPU）
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多个线程可共享内存，但也可能存在竞争和冲突问题
打个比方，一个进程呢就像是一家公司，拥有自己的办公楼（内存）和资源；而线程就是公司里的员工，共享一个资源池，但可以各自完成不同的任务
| 进程（Process） | 线程（Thread） | |
|---|---|---|
| 定义 | 程序的独立运行单位 | 程序执行的最小单位 |
| 拥有资源 | 拥有独立内存空间、句柄等资源 | 共享进程资源 |
| 通信方式 | 复杂（如管道、IPC） | 简单（共享内存） |
| 崩溃影响 | 不影响其他进程 | 有可能影响同进程下其他线程 |
| 创建开销 | 大，需要完整上下文切换 | 小，调度灵活 |
| 应用场景 | 浏览器多标签、沙箱隔离 | 页面内 JS 执行、网络任务等 |
浏览器的多进程
为什么需要多进程
如果你使用 Chrome、Edge、Safari 等现代浏览器打开任务管理器，会发现即便只有一个标签页，也可能出现多个与该浏览器相关的进程。这不是 Bug，而是浏览器为提升性能、安全性和稳定性所做的一项核心设计：多进程架构
早期浏览器（如IE6）采用的是单进程架构，所有标签页、插件等等都跑在一个进程中。这种架构有如下致命缺陷：稳定性差、性能不佳、安全性低
第一点，稳定性差。早期浏览器只要有一个模块出错，整个进程就可能崩溃。
- 浏览器中的任意一个线程（如插件线程或渲染线程）抛出异常，都会直接导致整个进程终止。
- 早期浏览器为了实现丰富的多媒体体验，广泛依赖于第三方插件（如 Flash、Silverlight）。这些插件运行在浏览器进程中，一旦崩溃，整个浏览器随之关闭。
- 渲染模块也极不稳定。复杂的 JavaScript、DOM 操作可能导致浏览器引擎（如 Trident）崩溃，从而整个浏览器闪退。
就像一栋大楼只用了一个电闸，某层电器短路，全楼都跳闸断电。
第二点，在单进程浏览器中，所有页面的 JS 执行、UI 渲染、事件处理都运行在同一个线程中。这就带来了严重的性能瓶颈：JS 是单线程执行的，长时间的同步任务（如死循环）会阻塞整个渲染流程,页面 UI 的绘制与 JS 执行不能并发进行，例如下列代码：
```js
while (true) {
// 无限循环，占满主线程
}
```
会直接让页面卡死，鼠标点击无响应，甚至拖动都卡顿。更糟的是，所有标签页共享同一个线程，某个页面卡顿会拖垮整个浏览器的交互体验。此外，还有一个重要问题是内存回收不彻底：单进程架构下，多个标签页共享一个进程，关闭页面并不会立即释放其占用内存；长期运行下来，页面越多，内存占用越高，浏览器越发卡顿，导致“越用越慢”现象
第三点，单进程浏览器的安全性非常脆弱，主要体现在两个方面：
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插件安全问题：
- 插件通常用 C/C++ 编写，运行时几乎不受限制；
- 插件运行在浏览器主进程中，若为恶意插件，可直接访问系统资源，读取文件、监听键盘，甚至植入病毒。
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脚本攻击问题：
- 页面中的 JS 代码可能通过浏览器漏洞突破沙箱限制，窃取 Cookie、劫持 DOM，甚至进一步攻击操作系统；
- 所有页面共享一个运行环境，使得一个页面的攻击可能影响所有标签页及用户数据。
单进程架构缺乏必要的权限隔离机制，一旦被攻破，浏览器就如同“门户洞开”。
Chrome 引入的多进程架构
自 Chrome 起，浏览器引入多进程模型，将不同功能职责划分到不同的系统进程中。
| 问题类型 | 单进程架构的弊端 | 多进程架构的解决方式 |
|---|---|---|
| 不稳定 | 某个页面崩溃，整个浏览器进程直接退出，所有标签页关闭 | 每个页面/插件运行在独立进程，崩溃互不影响 |
| 不流畅 | 某个页面 JS 死循环，主线程被阻塞，其他页面卡顿 | 每个标签页独立渲染进程，互不干扰 |
| 内存泄漏 | 单个页面内存泄漏，长期存在造成整个浏览器臃肿 | 页面关闭后对应进程被销毁，系统自动回收资源 |
| 安全问题 | 所有页面共享内存空间，容易被恶意代码入侵 | 渲染进程运行在沙箱中，权限受限，增强安全性 |
浏览器的常见进程包括：1个浏览器主进程，1个GPU进程，1个网络进程，多个渲染进程，和多个插件进程
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浏览器进程： 负责控制浏览器除标签页外的界面，包括地址栏、书签、前进后退按钮等，以及负责与其他进程的协调工作，同时提供存储功能
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GPU进程：负责整个浏览器界面的渲染。Chrome刚开始发布的时候是没有GPU进程的，而使用GPU的初衷是为了实现3D CSS效果，只是后面网页、Chrome的UI界面都用GPU来绘制，这使GPU成为浏览器普遍的需求，最后Chrome在多进程架构上也引入了GPU进程
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网络进程：负责发起和接受网络请求，以前是作为模块运行在浏览器进程一时在面的，后面才独立出来，成为一个单独的进程
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插件进程：主要是负责插件的运行，因为插件可能崩溃，所以需要通过插件进程来隔离，以保证插件崩溃也不会对浏览器和页面造成影响
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渲染进程：负责控制显示tab标签页内的所有内容，核心任务是将HTML、CSS、JS转为用户可以与之交互的网页，排版引擎Blink和JS引擎V8都是运行在该进程中，默认情况下Chrome会为每个Tab标签页创建一个渲染进程
浏览器的多线程
我们平时看到的浏览器呈现页面过程中，大部分工作都是在渲染进程中完成，主要有以下几个线程：GUI渲染线程、JS引擎线程、事件触发线程、计时器线程和异步http请求线程
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GUI渲染线程：负责渲染页面，解析html和CSS、构建DOM树、CSSOM树、渲染树、和绘制页面，重绘重排也是在该线程执行
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JS引擎线程：一个tab页中只有一个JS引擎线程(单线程)，负责解析和执行JS。GUI渲染进程不能同时执行，只能一个一个来，如果JS执行过长就会导致阻塞掉帧
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计时器线程：指setInterval和setTimeout，因为JS引擎是单线程的，所以如果处于阻塞状态，那么计时器就会不准了，所以需要单独的线程来负责计时器工作
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异步http请求线程： XMLHttpRequest连接后浏览器开的一个线程，比如请求有回调函数，异步线程就会将回调函数加入事件队列，等JS引擎空闲执行
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事件触发线程：主要用来控制事件循环，比如JS执行遇到计时器，AJAX异步请求等，就会将对应任务添加到事件触发线程中，在对应事件符合触发条件触发时，就把事件添加到待处理队列的队尾，等JS引擎处理
