blink原理_blink是啥「建议收藏」

概述

Blink开发并不简单。对于Blink开发新手，不简单是因为，为了实现一个非常快的渲染引擎，已经引入了许多Blink特定的概念和编程约定。

即使对于经验丰富的 Blink 开发人员来说，这也并不容易，因为 Blink 非常庞大，而且对性能、内存和安全性极为敏感。

本文旨在从“3千米”高空视角来描述“Blink如何工作”，希望能够帮助Blink开发者快速熟悉Blink的架构：

• 本文档不是关于Blink细节构成和编码规则（可能变动与过时）的手册、指南。相反，该文档简明地描述了 Blink 的基本原理，这些基础知识在短期内不太可能发生变化，并指出了如果您想了解更多信息可以阅读的资源。
• 该文档不解释特定功能（例如，ServiceWorkers、编辑）。 相反，该文档解释了代码库中广泛（例如，内存管理、V8 API）使用的基本功能

Blink是做什么的？

• Blink是Web Platform的渲染引擎。粗略地说，Blink完成了tab标签中渲染网页内容的所有事情，实现 Web 平台的规范（例如 HTML 标准），包括 DOM、CSS 和 Web IDL。
• 嵌入V8并运行JavaScript
• 从网络栈请求资源
• 构建DOM树
• 计算样式和排版
• 嵌入Chrome合成器并绘制图形

许多“客户”（例如 Chromium、Android WebView 和 Opera）通过public content API嵌入了 Blink。

从代码库的角度看，“Blink”通常指的是//third_party//blink/。从项目的角度来看，“Blink”通常是指实现web平台功能的项目。实现 Web 平台功能的代码主要分布在//third_party/blink/、//content/renderer/、//content/browser/ ，还有一些在其它地方。

进程和线程架构

进程

Chromium是多进程架构。它有一个browser进程和N个沙箱renderer进程。Blink运行在renderer进程。

会创建多少个renderer进程呢？出于安全考虑，隔离跨站点文档之间的内存地址区域（这叫做站点隔离 – Site Isolation）是很重要的。从概念上讲，一个renderer进程应该最多只服务于一个站点。然而，实际情况是，当用户打开大量标签页，或者设备内存不足时，限制一个站点一个renderer进程显得太繁重了。因此，不同站点的标签页或多个iframes可能共享一个renderer进程。这意味着一个标签页中的 iframe 可能由不同的renderer进程托管，而不同选项卡中的 iframe 可能由同一个renderer进程托管。也就是说，renderer 进程、标签页、iframes不存在1对1的关系。

鉴于renderer进程在沙箱中运行，Blink需要通过Browser进程请求系统调用（例如：访问文件，播放音频）和访问用户资料数据（例如：cookie，密码）。Browser进程与renderer进程的进程间通信是通过Mojo实现的（以前是使用Chromium IPC，现在也还有许多地方是使用IPC。然而IPC是被废弃了的，新的代码都应该使用Mojo）。Chromium正在进行Servicification，即把browser进程抽象为一系列的服务。从Blink的角度，Blink可只使用Mojo同services和browser进程进行交互。

想要了解更多，可参考：

• 多进程架构
• Blink mojo编程：platform/mojo/MojoProgrammingInBlink.md

线程

Renderer进程中会创建多少个线程呢？

Blink有一个主线程，N个worker线程，还有几个内部线程。

几乎所有重要的事情都发生在主线程。所有的JavaScript（除了worker），DOM，CSS，样式和排版计算都运行在主线程。Blink高度优化以最大化主线程的性能。

Blink 可能会创建多个worker线程来运行 Web Workers、ServiceWorker 和 Worklets。

Blink 和 V8 可能会创建几个内部线程来处理 webaudio、数据库、GC 等。

通过使用PostTask APIs传递消息来实现跨线程通信。不鼓励共享内存编程，除了出于性能原因确实需要使用它的几个地方。这就是为什么你在 Blink 代码库中看不到很多互斥锁的原因。

更多信息可参考：

• Blink线程编程：platform/wtf/ThreadProgrammingInBlink.md
• Workers：core/workers/README.md

Blink初始化和finalization

Blink 由 BlinkInitializer::Initialize() 初始化。 在执行任何 Blink 代码之前必须调用此方法。

另一方面，Blink没有finalized，即renderer进程没有被清理就强制退出。原因之一是性能。另一个原因是通常很难以优雅有序的方式清理renderer进程中的所有内容（也没有必要这样做）。

目录结构

Content public APIs 和 Blink public APIs

Content public API是embedders能够embed渲染引擎的API层。需要小心维护Content public APIs，因为它是暴露给embedder的。

Blink public APIs是把third_party/blink的功能暴露给Chromium的API层。这个API层源自WebKit。在WebKit时代，Chromium和Safari共享WebKit的实现，因此API层需要把WebKit的能力暴露给Chromium和Safari。现在Chromium是third_party/blink的唯一的embedder，实际上这个API层不是必要的。现在我们正通过将web-platform代码迁移至blink（Onion Soup项目），来积极减少Blink public API的数量。

目录结构和依赖关系

third_party/blink有下面这些目录：

• platform
  • Blink较底层的功能，从庞大的core/中分离出来的，例如：几何和图形实用库
• core/ 和 modules
  • spec中定义的web平台功能的实现。core/实现DOM关联紧密的功能。module实现比较独立的功能，例如：webaudio，indexeddb
• bindings/core，bindings/modules
  • 概念上，bindings/core是core/的一部分，bindings/module是module的一部分，大量使用V8 APIs的文件被放在bindings/{core, modules｝中
• controller
  • 一组使用/core，/module的上层库。例如devtools 前端

依赖顺序如下：

• Chromium => controller => modules and bindins/modules => core and bindings/core =>
  platforms => 低级原语，如//base，//v8，//cc

关于目录结构的更详细信息可参考：blink/renderer/README.md

内存管理

就Blink而言，你需要关心3个内存分配器：

• PartionAlloc
• Olipan（又名Blink GC）
• malloc/free or new/delete

你可以使用USING_FAST_MALLOC在PartionAlloc 堆上分配一个对象：

class SomeObject {
  USING_FAST_MALLOC(SomeObject);
  static std::unique_ptr<SomeObject> Create() {
    return std::make_unique<SomeObject>();  // Allocated on PartitionAlloc's heap.
  }
};

应该使用scoped_refptr<> or std::unique_ptr<>来管理由PartionAllock分配的对象的生命周期。强烈建议不要手动管理这类对象的生命周期。Blink中禁止手动调用delete。

可以使用GarbageCollected在Olipan堆上分配一个对象：

class SomeObject : public GarbageCollected<SomeObject> {
  static SomeObject* Create() {
    return new SomeObject;  // Allocated on Oilpan's heap.
  }
};

通过Olipan分配的对象的生命周期由GC自动管理。必须使用特殊指针（例如，Member<>、Persistent<>）来保存 Oilpan 堆上的对象。查看Blink GC API reference以了解有关Olipan的编程限制。最重要的限制是，在Oilpan 对象的析构函数中，您不能访问任何其他Oilpan 对象（因为虚构的顺序是不保证的）

如果你既没使用USING_FAST_MALLOC，也没使用GarbageCollected，那么对象就是在系统的malloc堆上分配的。在Blink中是强烈不鼓励这样做的。所有的Blink对象都应该由PartionAlloc或Olipan来分配，规则如下：

• 默认使用Olipan
• 满足如下条件之一使用PartionAlloc
  • 1）对象的生命周期非常清晰，std::unique_ptr<> 或 scoped_refptr<> 就足够了
  • 2）在 Olipan 上分配对象会带来很多复杂性
  • 3）在 Olipan 上分配对象给垃圾收集运行时带来了很多不必要的压力

无论你使用的是PartionAlloc或是Olipan，都需要非常小心，避免创建悬空指针（注意：强烈建议不要使用裸指针）或内存泄露。

如果想要了解更多，可参考：

• 如何使用PartionAlloc
• 如何使用Olipan
• Olipan GC设计

任务调度

为了改善渲染引擎的响应能力，Blink中的任务都应该尽可能的异步执行。应该避免使用同步IPC/Mojo，以及其他可能耗时几毫秒的操作（当然，有一些是无法避免的，像用户的JS执行）。

Renderer进程中的所有tasks都应该以正确的任务类型发布到Blink Schduler中。像这样：

// Post a task to frame's scheduler with a task type of kNetworking
frame->GetTaskRunner(TaskType::kNetworking)->PostTask(..., WTF::Bind(&Function));

Blink Scheduler 维护多个任务队列并巧妙地对任务进行优先级排序，以最大限度地提高用户感知性能。指定适当的任务类型以让 Blink Scheduler 正确和巧妙地安排任务非常重要。

更多细节可参考：如何发布任务

Web IDL bindings

Web IDL 是一种接口描述语言 (IDL) 格式，用于描述旨在在 Web 浏览器中实现的应用程序编程接口 (API)。其采用的动机是希望通过指定JavaScript等语言如何绑定到这些接口，来改善Web编程接口的互操作性。

当JavaScript访问node.firstChild时，node.h中的Node::firstChild被调用。怎么做到的呢？我们来瞧一瞧node.firstChild是个什么样的调用流程：

首先，你需要根据规范定义一个IDL文件：

// node.idl
interface Node : EventTarget {
  [...] readonly attribute Node? firstChild;
};

Web IDL语法在WebIDL规范中定义。[…]叫做IDL扩展属性。一些IDL扩展属性在WebIDL规范中定义，其它一些是Blink特有的扩展属性。除了 Blink 特定的 IDL扩展属性，IDL 文件应该以符合规范的方式编写。

第二步，你需要为Node定义一个C++类，并为firstChild实现C++ getter方法：

class EventTarget : public ScriptWrappable {  // All classes exposed to JavaScript must inherit from ScriptWrappable.
  ...;
};

class Node : public EventTarget {
  DEFINE_WRAPPERTYPEINFO();  // All classes that have IDL files must have this macro.
  Node* firstChild() const { return first_child_; }
};

在一般情况下，就是这样。 当您构建 node.idl 时，IDL 编译器会自动为 Node 接口和 Node.firstChild 生成 Blink-V8 绑定。自动生成的bindings位于

//src/out/{Debug,Release}/gen/third_party/ blink/renderer/bindings/core/v8/v8_node.h。当 JavaScript 调用 node.firstChild 时，V8 调用v8_node.h 中的 V8Node::firstChildAttributeGetterCallback()，然后调用C++中定义的的 Node::firstChild()。

想要了解更多，可参考：

• 如何添加Web IDL绑定：bindings/IDLCompiler.md
• 如何使用IDL扩展属性：bindings/IDLExtendedAttributes.md
• WebIDL规范

Web IDL 编译器

IDL compiler或bindings生成器将Web IDL转换成C++代码，实现V8 与 Blink之间的绑定。也就是说，当从 JavaScript 使用 Web IDL 接口中的属性或方法时，V8 调用绑定代码，该代码调用 Blink 代码。

渲染流水线

从HTML文件发送到Blink到内容被渲染到屏幕上，是个很长的过程。渲染流水线架构如下：

今天的文章blink原理_blink是啥「建议收藏」分享到此就结束了，感谢您的阅读。