WebKit 三件套 (1)：WebKit 之 WebCore 篇

2023-04-09
广东
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导语：

Chrome 浏览器的代码量其实是非常庞大的，要想对其有深入的理解，仅仅编译编译调试调试，是很难深入下去的。让我们还是从其主要部分如多进程管理通信、WebKit、V8、Skia、WinHttp、Sanbox 等着手分析其主要流程及数据结构，或许能达到事半功倍的效果，而 WebKit 是其中非常重要的一部分，是 Chrome 的核心引擎部分，其他部分都是基于它来集成的，深入了解了 WebKit，对 Chrome 的理解就会迎刃而解，再说 WebKit 作为一个相对独立的浏览器引擎在 Safari、iPhone、Adobe AIR 等中都有应用，非常值得大家深入的研究研究。就像前面的文章所说，WebKit 主要包括三个部分 WebCore、JavascriptCore、Ports

Javascript 的实现(JavaScriptCore)
布局渲染的实现(WebCore)
外接口的支持（ports）
WebKit 作为一个浏览器引擎，其相对于 Gecko 而言一个较大的特点就是便于移植，嵌入到其他程序中，目前大家已了解使用 WebKit 引擎的应用包括 Safari、iPhone、Chrome、Android、Nokia S60 Browser 及 KDE QT4.4 等，同时还有其他方面的移植如 Gtk、wxWidget、3D 等，可以说 WebKit 从架构上讲其 Port 移植方面的设计及应用，是非常优秀的

让我们先从 WebCore 部分出发吧

WebCore 所包含的主要内容

从源代码目录结构来看

bindings 包含将 Dom Binding 给 JavascriptCore 方面的代码，同时包含依据 idl 接口描述文件，自动生成对应于 JavascriptCore 的 Binding 实现的脚本等内容；

bridge 主要包含 NPPlugin 方面的接口访问等内容；
css 主要包括与 css 方面相关的内容如解析、不同 css 规则的定义与实现、css Binding 给 JS 的接口定义等内容；
dom 主要包括 dom 方面相关的内容如不同 dom 元素的定义与实现、dom Binding 给 JS 的接口定义等内容；
html 主要包括 html 方面相关的内容如不同 html 元素的定义与实现、HTMLTokenizer 及 HTMLParser 等内容；
loader 主要包括装载资源如 html 页面、css、js 及 image 等方面内容；
page 主要包括描述一个 Web 页面所涉及的内容如 page、frame、frameview、frametree、setting、history、chrome、chromeclient 等内容；
rendering 主要包括如何使用样式，组织布局、显示 html 元素等方面内容；
plugins 主要包括浏览端如何实现 NPPlugin 方面的内容；
svg 主要包括与 svg 方面相关的内容；
xml 主要包括与 xml 方面相关的内容如 xml parser、XPath、XSLT 等；
platform 主要包括与不同平台或外部库相关的内容如 graphics(图形输出方面)、network(网络处理方面)、image-decoders(解析不同图片格式方面)等；

主要数据结构

为了更加简单有效的描述浏览网页的内容及过程，WebKit 为了明显区分不同方面的内容，采取了不同的 namespace 如 webcore、javascriptcore、webkit 等，webcore 方面的主要数据结构有：

webcore::page、webcore::frame、webcore::FrameLoader、webcore::FrameView、Document、DOMWindow、KJSProxy、DocumentLoader、ResourceHandle、ResourceRequest、ResouceResponse、MainResourceLoader、RenderObject、RenderView 等；主要数据结构描述如下：

WebView 及 WebFrame 与 page、frame 之间的关系

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FrameLoader、DocumentLoader、DocLoader 类结构

FrameLoader、DocumentLoader、DocLoader类结构.jpeg

主要 Document 类结构

webkit主要Document类结构

FrameView 类主要结构

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总的说来，WebCore 包含了浏览器引擎的核心部分如处理 html、dom、css、svg、获取资源、渲染页面过程控制、回调/通知外壳程序以及与 Javascript 实现的 Binding 等等；

一个 Http 请求在 WebCore 中的主要流程

1、当调用 webkit_web_view_open(url)时会触发

core(webView)->mainFrame()->loader()->load(uri)(即调用 FrameLoader.load)来发起一个 Http 页面请求；

FrameLoader.load 方法的主要处理过程如图：

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2、一旦发起 ResourceHandle::start，就会由网络库向 web 服务器发起一个 http 请求；

3、而 MainResourceLoader 作为一个 ResouceHandleClient，提供了诸如 didReceiveData()、didReceiveResponse()等回调接口以供网络库调用，一旦从 web 服务器获得相关数据后网络库部分则会调用相关接口如 didReceiveData 等；

4、MainResouceLoader::didReceiveData 的主要回调处理过程如下图：

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5、通过回调 didReceiveData()方法，进而调用 Node.attach()方法，这样就会解析生成 document，同时会创建 frameview、domwindow 等；

6、创建的 frameview 会触发 layoutTimerFired 时间 Timer，进而调用 layout()方法，从而触发 RenderObject 的创建、布局等，同时或许会 invalidateRect，进而触发操作系统图形库的 paint 消息事件；

7、由程序主消息处理循环接收 paint 消息事件，进而获取对应 frame，获取或创建 GraphicContext，然后调用 frame->view()->paint(&ctx,...)，从而触发对应 RenderObject 树进行重画处理，这样一个完整的页面就会逐步的显示出来。

网络库、图形库、Javascript 实现与 WebCore 的集成

为方便扩展及模块化，WebCore 在处理浏览页面的过程中，往往使用了类似 java 或 gecko 中接口的概念，一般先定义一组公共接口或基类，然后由不同模块来实现。

如网络处理部分由 WebCore 提供一个 ResourceHandle 类，而在不同的目录如 cf、curl、qt、soup、win 等中在不同网络库的支持下对 ResourceHandle 类提供不同的实现，待编译时择机选择对应目录下的实现，这种方式从架构的角度看比较简单，但往往不能让程序同时使用多个网络库，进而由程序动态切换使用不同网络库实现，而 gecko 在 xpcom 的基础上提供了对于这种扩展形式的支持；其中 Chrome 对 ResouceHanle 类的实现基于 WinHttp 网络库。

同样 WebCore 对图形库的集成，也是采取这种方式来实现，如由 WebCore 提供一个 GraphicsContext 类，然后在不同的目录如 cairo、cg、qt、win、wx 中在不同的图形库支持下对 GraphicsContext 提供不同的实现。其中 Chrome 对 GraphicsContext 类的实现基于 Skia 图形库。

WebCore 中实现的 dom、html、svg、css 等，往往需要通过一定的方式输出给 Javascript 的实现如 JavascriptCore、V8，以便 JS Engineer 能认识这些 dom 元素等，并且能调用其中的方法，这种方式叫做 Binding，为了便于将 WebCore 中相对固定的 dom、html、svg、css 接口等极其方便的 Binding 出去，WebKit 使用了极其高效及神奇的方式来实现。

首先定义一组非标准的 idl 接口，然后通过运行一组 perl 脚本如 generate-bindings.pl、CodeGenerator.pm、CodeGeneratorJS.pm 等，就可根据 idl 接口定义，生成一组符合指定 Javascript 实现规则的脚本对象类。这样极大的减轻了开发人员的投入及编码错误的发生。

这一点与 gecko 中将不同的 xpcom 接口 Binding 给 Javascript 实现有本质上的差别，在 gecko 中通过 xpconnect 及一组 classinfo 来维护原生元素与 JS 对象之间的关系，不同原生元素对应的 JS 对象的创建及属性方法的 Binding 完全依赖于 xpconnect 的实现及 classinfo 的定义，要添加删除修改 Binding 的属性与方法，只需修改 classinfo；而 WebKit 中 Binding，相对简单明了，不同原生元素对应的 JS 对象的属性与方法由 idl 接口文件来定义，而具体实现则交给威力强大的 generate-bindings.pl 来对应生成实现的代码，这样编译时就可以轻松实现 Binding。

参考资源：

浅谈 WebKit 之 JavaScriptCore/V8 篇 http://ourpgh.blogspot.com/2008/09/webkitjavascriptcorev8.html

https://webkit.org/

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