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无论你是想要设计高性能 Web 应用,还是要优化现有的 Web 应用,你都需要了解浏览器中的网络流程、页面渲染过程,JAVAScript 执行流程,以及 Web 安全理论,而这些功能是分散在浏览器的各个功能组件中的,比较多、比较散,要怎样学习才能掌握呢?通过浏览器的多进程架构的学习,你就可以把这些分散的知识点串起来,组成一张网,从而让自己能站在更高的维度去理解 Web 应用 。
因此,学习浏览器的多进程架构是很有必要的 。需要说明的是,我所有的分析都是基于 Chrome 浏览器的 。那么多浏览器,为什么偏偏选择 Chrome 浏览器呢?因为 Chrome、微软的 Edge 以及国内的大部分主流浏览器,都是基于 Chromium 二次开发而来;而 Chrome 是 google 的官方发行版,特性和 Chromium 基本一样,只存在一些产品层面差异;再加上 Chrome 是目前世界上使用率最高的浏览器,所以Chrome 最具代表性 。
在开始之前,我们一起看下,Chrome 打开一个页面需要启动多少进程?你可以点击 Chrome 浏览器右上角的“选项”菜单,选择“更多工具”子菜单,点击“任务管理器”,这将打开 Chrome 的任务管理器的窗口,如下图:
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Chrome 的任务管理器窗口
和 windows 任务管理器一样,Chrome 任务管理器也是用来展示运行中 Chrome 使用的进程信息的 。从图中可以看到,Chrome 启动了 4 个进程,你也许会好奇,只是打开了 1 个页面,为什么要启动这么多进程呢?
在解答这个问题之前,我们需要了解一下进程的概念,不过由于好多人容易把进程和线程的概念混淆,从而影响后续其他概念的理解,所以这里我就将这两个概念以及它们之间的关系一并为你讲解下 。
进程和线程不过,在介绍进程和线程之前,我需要先讲解下什么是并行处理,因为如果你理解了并行处理的概念,那么再理解进程和线程之间的关系就会变得轻松许多 。
什么是并行处理计算机中的并行处理就是同一时刻处理多个任务,比如我们要计算下面这三个表达式的值,并显示出结果 。
A = 1+2B = 20/5C = 7*8?复制代码
在编写代码的时候,我们可以把这个过程拆分为四个任务:- 任务 1 是计算 A=1+2;
- 任务 2 是计算 B=20/5;
- 任务 3 是计算 C=7*8;
- 任务 4 是显示最后计算的结果 。
如果采用多线程,会怎么样呢?我们只需分“两步走”:第一步,使用三个线程同时执行前三个任务;第二步,再执行第四个显示任务 。
通过对比分析,你会发现用单线程执行需要四步,而使用多线程只需要两步 。因此,使用并行处理能大大提升性能 。
线程 VS 进程多线程可以并行处理任务,但是线程是不能单独存在的,它是由进程来启动和管理的 。那什么又是进程呢?
一个进程就是一个程序的运行实例 。详细解释就是,启动一个程序的时候,操作系统会为该程序创建一块内存,用来存放代码、运行中的数据和一个执行任务的主线程,我们把这样的一个运行环境叫进程 。
为了让你更好地理解上述计算过程,我画了下面这张对比图:
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单线程与多线程的进程对比图
从图中可以看到,线程是依附于进程的,而进程中使用多线程并行处理能提升运算效率 。
总结来说,进程和线程之间的关系有以下 4 个特点 。
1. 进程中的任意一线程执行出错,都会导致整个进程的崩溃 。
我们可以模拟以下场景:
A = 1+2B = 20/0C = 7*8?复制代码
我把上述三个表达式稍作修改,在计算 B 的值的时候,我把表达式的分母改成 0,当线程执行到 B = 20/0 时,由于分母为 0,线程会执行出错,这样就会导致整个进程的崩溃,当然另外两个线程执行的结果也没有了 。2. 线程之间共享进程中的数据 。
如下图所示,线程之间可以对进程的公共数据进行读写操作 。
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线程之间共享进程中的数据示意图
从上图可以看出,线程 1、线程 2、线程 3 分别把执行的结果写入 A、B、C 中,然后线程 2 继续从 A、B、C 中读取数据,用来显示执行结果 。
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