【浅谈Chromium中的设计模式（一）】——Chromium中模块分层和进程模型

背景

“EP”（中文：工程生产力）是目前项目中提升研发能力的一个很重要的衡量指标。笔者重点学习了Chromium产品是如何从代码和设计层面来保证快速高效的工程生产力。本文就是基于此背景下关于Chromium的设计模式的一部分总结。

Chromium中模块分层和进程模型

任何好的架构就要做到模块之间高内聚，低耦合,并符合SOLID（单一功能、开闭原则、里氏替换、接口隔离以及依赖反转）的设计原则。Chromium作为一个优秀的开源工程，我们一起来看下其架构的主要特点。

Chromium作为一个优秀的开源工程，其架构特征最明显的模块分层和采用了多进程的模型，这样就可以解决模块依赖问题，不断的发展高内聚、低耦合的层次和组件，并且使用DEPS（代码管理工具）进行保障。其基本的设计原则就是底层模块不能依赖高层模块，但是可以调用他们的接口API。

1 模块分层

Chromium被分成了三部分：Browser，Renderer和Webkit。其中Browser是主进程，代表了所有的UI和I/O。Renderer就是浏览器里面每个tab的子进程。Renderer内嵌Webkit做渲染和布局。（进程模型可参考1.2部分和Chromium官方文档）。

下面图是官方的模块层级图：

下图就是简化版本的模块层级图：

其中Content仅负责加载网页的核心代码提供WebPlatformFeatures(多进程下解析、渲染页面的能力。另外就是HTML/HTML5/CSS3)，在其上可以建构出一个完整的浏览器应用。Chrome是应用层，它提供了ApplicationFeatures(应用类需求)。例如Extensions扩展，ChromeFrame(chrome的客户端框体UI)，Pre-render预加载，SpellCheck拼写检查，Autofill自动填写等功能。

不同的应用，针对各自不同的用户场景，会有不同的需求。除了典型的浏览器，还有其它应用内置的页面浏览功能，如帮助，预览，甚至是游戏等。它们都会有不同的应用类需求(ApplicationFeatures)。

Chromium Embedded Framework (CEF)是个基于GoogleChromium项目的开源Webbrowser控件，其支持Windows，Linux，Mac平台。CEF就是得力于Chromium的分层较好，无不合理依赖等因素，基于Content API实现的。

关于模块分层可参考chromium官方文档：

https://www.chromium.org/developers/content-module

2 进程模型

Chromium采用了多进程架构，其多进程的架构图如下：

可以看到最主要的进程类型就是Browser和Renderer。

Browser进程，管理Chrome大部分的日常事务（UI和管理Tab页、插件进程）。

一个特定tab页对应的进程被称为render进程，浏览器里面会有很多Renderer进程，这些render每个都使用WebKit开源布局引擎来解释和布局HTML。它们圈地而治，各管理一组站点的显示和通信，彼此互不通信，只和Browser进程说话，由Browser进程负责权衡各方利益。它们和Browser的渠道，称做IPC（Inter-Process Communication），这是Google搭的一套进程间通信的机制。

下图是Chromium官网上的一张概念化的应用分层（可以看到Browser和Render进程的边界是在Content层）：

下图是一个简化版本：

其中RenderWidgetHost/RenderWidget就是分处两个进程（Browser&Renderer）代表，他们之间就是通过IPC连接。

多进程的架构使得不同的Tab页用不同的进程隔离起来，因而更加健壮。进程间的访问受限，对系统其他部分的访问也受限。这使得Chromium浏览器获得了类似内存保护和访问控制给操作系统带来的好处。（一个程序中的crash通常不会影响其他程序或整个操作系统，每个用户对用户数据的访问也是有限制的）。

更多关于多进程的架构信息可以阅读chromium的官方文档：

https://blog.chromium.org/2008/09/multi-process-architecture.html

https://www.chromium.org/developers/design-documents/multi-process-architecture

https://www.chromium.org/developers/design-documents/process-models

对于chromium中具体的设计模式， 请关注后续文章浅谈Chromium中的设计模式系列文章。

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