Chrome 浏览器多进程架构 3 个必会知识点

本文章是基于 Chrome 浏览器学习浏览器的多进程架构，因为其它大部分主流浏览器都是基于 Chromium 二次开发，所以其具有代表性。

打开一个页面需要启动多少进程？

通过点击 Chrome 浏览器右上角的【选项】菜单，选择【更多工具】，选择【任务管理器】，可以看到存在的进程信息如下：

那打开一个页面需要启动 6 个进程？其实不是的，图片里的扩展程序：cross-request 这个是我本机安装的用于处理跨域的扩展程序，所以也占用了进程；实用程序：Audio Service 是用于处理音频的，也并非是一定要使用的。

所以实际上，打开一个页面基本要使用到的进程配比是这样的：

1 个浏览器进程+1 个 GPU 进程+1 个网络进程+多个渲染进程（非同站点 tab）+多个插件进程

几个进程各自作用如下：

1. 浏览器主进程

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

2. GPU 进程

GPU 进程起初是用来实现 3D CSS 的效果，而一开始 chrome 浏览器也并没有 GPU 进程。随之网页、Chrome 的 UI 界面都选择采用 GPU 来绘制，这使得 GPU 成为浏览器的普遍需求。最后 Chrome 浏览器在其多进程架构上也引入了 GPU 进程。

3. 网络进程

主要是负责页面的网络资源加载。

4. 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。

5. 插件进程

主要是负责插件的运行，因插件容易崩溃，所以需要插件进程来隔离，以保证插件进行崩溃不会对浏览器和页面造成影响。

当然页面如果存在 iframe 的话，iframe 也会运行在单独的进程中。

为何浏览器要使用多进程架构设计？

为了让浏览器更稳定、流畅和安全。

起初浏览器的所有功能模块都是运行在同一个进程中，模块中包含了 JavaScript 运行环境、渲染引擎、插件等，这种架构设计的浏览器也称为单进程浏览器。单进程浏览器也暴露了很多问题：

1. 不稳定性。早期浏览器 web 游戏等需要借助插件来实现，然而插件是不稳定的模块，且运行在浏览器进程中，一旦崩溃，会导致整个浏览器崩溃。渲染引擎模块也是如此，复杂的 JavaScript 代码也可能导致问题。

2. 不流畅性。单进程浏览器中的功能模块运行在同一线程中，同一时刻只能执行一个功能模块。那倘若 JavaScript 引擎执行了无限循环的脚本，其他功能就没有被执行的机会。浏览器便会卡顿，失去响应。当然插件也会导致单进程浏览器卡顿、页面的内存泄露也是单进程变慢的原因。

3. 不安全性。首先插件是通过 C/C++等语言编写，通过插件能够获取操作系统资源，其次页面 JavaScript 脚本，也可以通过浏览器漏洞获取系统权限，此两种方式均可攻击电脑，引发安全问题。

多进程架构浏览器针对以上问题，做了如下调整：

1. 针对不稳定性，因为采用了多进程架构设计，各进程之间是相互独立的，进程之间是通过 IPC 机制进行通信。因此当诸如插件或者页面崩溃，影响的只是当前进程，并不会影响其他进程，所以也就不会导致浏览器崩溃。

2. 不流畅性。JavaScript 只是运行在渲染进程，每打开一个非同站点 tab 页面，则创建一个新的渲染进程，所以当某个 JavaScript 阻塞了渲染进程，仅会影响当前 tab 页，不会影响其他 tab 页和浏览器。

当页面内存泄露，则关闭当前 tab 页面，渲染进程也就关闭，进程所占用的内存都会被系统回收。这也就解决了内存泄露导致页面卡顿的问题。

3. 解决安全性。多进程架构的好处是引入了安全沙箱。可以把沙箱看成是操作系统给进程上了一把锁，沙箱里的程序可以运行，但是不能在硬盘上写入或者读取数据。而 Chrome 把插件进程和渲染进程锁在安全沙箱，因此也就防止了恶意程序对系统的伤害。

多进程架构浏览器为何仍会由于单页面卡死导致所有页面崩溃？

通常情况下是一个页面使用一个渲染进程，但若从一个页面打开了新页面，且新页面和当前页面属于“同一站点”，则新开页面会复用父页面的渲染进程，这是 chrome 浏览器的默认策略，官方叫法为：process-per-site-instance。

那什么属于同一站点呢？

定义是这样的：将根域名加上协议，还包含了该根域名下的所有子域名和不同的端口归于同一站点。属于同一站点，则几个页面共享一个渲染进程，也将会共享 JavaScript 的执行环境，此时父页面也能够在子页面直接执行脚本。同一站点例如：

// 跟域名：abc.com  协议：httpshttps://www.abc.comhttps://abc.comhttps://xx.abc.com// 以上3个属于同一站点

因此，当多个页面属于同一站点，共享一个渲染进程，当某个页面崩溃的时候，也将导致同一站点的其他页面也崩溃。