2.1　Chromium原理

我们知道Electron内置了Chromium（https://www.chromium.org/）和Node.js（https://nodejs.org/），而且Electron的实现方式受这两个项目的影响很大，所以在剖析Electron原理前，有必要先简单讲解一下Chromium和Node.js这两个项目的原理。

我们不可能在一个小节内把Chromium的原理讲完，所以这里截取Chromium的多进程架构这一个特点来聊Chromium的原理，我认为这是对Electron影响最大的一个架构特点。

首先读者应该对浏览器引擎有一个基本的认识：构建一个永远不会崩溃的浏览器引擎几乎是不可能的，但几十年来浏览器的开发工程师都在朝着这个方向努力。

在2006年左右，任何一个浏览器产品都很容易崩溃，因为它们的架构设计模式就像过去的单用户、多任务协同操作系统一样。在这样的操作系统中，应用程序的不当行为，比如没有及时释放资源或陷入了死循环操作，都可能会使整个系统崩溃。

同样，浏览器中任何一个行为不当的网页也可能如此。一个页面或插件的错误就可能让整个浏览器崩溃。

现代操作系统更加健壮，因为它们将应用程序置于彼此隔离的独立进程中。一个应用程序的崩溃通常不会损害其他应用程序或操作系统。

Chromium也做了类似的设计，它把每个页面约束在单独的进程中，以保护整个浏览器不受单个页面中的故障影响。它甚至还限制了每个页面进程对其他进程和系统其他部分的访问，这极大地缓解了浏览器容易崩溃的问题。

Chromium把管理页面、管理选项卡和插件的进程称为主进程。把特定于页面的进程称为渲染进程。

渲染进程使用Blink开源布局引擎来解释和渲染HTML。渲染进程与主进程通过IPC管道进行通信。

每个渲染进程都对应一个全局的RenderProcess对象，都有一个或多个RenderView对象。RenderProcess对象负责与主进程通信并管理这些RenderView对象，通常每个新窗口或选项卡都会在新进程中打开。主进程负责创建这些新的进程，并指示它们创建各自的RenderView对象。

主进程负责监视追踪这些渲染进程，一旦渲染进程崩溃或挂起，则主进程控制着界面，提示用户需要重新加载页面。当用户点击“重新加载”按钮后，主进程则创建一个新的渲染进程来为用户服务。

有时候需要在选项卡或窗口之间共享渲染进程。比如开发者使用window.open方法打开新窗口时，就希望这个窗口复用当前的渲染进程，因为两个窗口之间往往需要同步的数据交互。

另外还有一些情况需要复用渲染进程，比如打开一个新的渲染进程时，发现系统中已经有一个同样的渲染进程可以复用的情况。Electron也提供了类似的API供开发者复用渲染进程。

由于渲染进程运行在一个单独的进程中，所有页面脚本都在此进程中运行，当页面脚本尝试访问网络或本地资源时，当前渲染进程并不提供这样的服务，而是发消息给主进程，由主进程完成相应的工作，此时主进程会判断这些操作是否合法，比如跨越同源策略的请求、突破限制访问Cookie、https页面内内嵌http的页面等，这些行为都是不合法的行为，主进程可以拒绝提供服务，这就是浏览器的沙箱模式。

多进程模式还带来了性能上的提升，对于那些不可见的渲染进程，操作系统会在用户可用内存较低时，把它们占用内存的部分或全部交换到磁盘上，以保证用户可见的进程更具响应性。

相比之下，单进程浏览器架构将所有页面的数据随机分布在内存中，不可能如此干净地分离使用和未使用的数据，性能表现不佳。

也正是因为这些优势，以及对更高安全性的追求，Chromium团队在分离进程的道路上越走越远，举个例子，比如一个页面内包含多个不同域下的iframe，这些iframe也会被分离到不同的渲染进程中。

多进程模式并不是没有缺点，比如每个进程都会包含公共基础结构的副本（例如V8引擎的执行环境）、更复杂的通信模型等，这都意味着浏览器会消耗更多的内存、CPU甚至电能。

虽然Chromium团队在这方面做了很多优化工作，但由于底层架构所限，优化工作并没有太大的成效（这也是为什么Electron应用资源消耗较大的底层原因）。Chromium多进程架构图如图2-1所示。

Electron也继承了Chromium的多进程模式，每个BrowserWindow、BrowserView、WebView都对应一个渲染进程（并不是很准确，但基本可以这么理解），进程间通信也是通过IPC管道来实现的。多进程模式带来的缺点在Electron应用中也都存在。

可以这么说：没有Chromium就没有V8（Chromium内置的高性能JavaScript执行引擎），没有V8就没有Node.js。Chromium的高性能并不单单是多进程架构的功劳，V8引擎也居功甚伟，V8引擎以超高性能执行JavaScript脚本著称，Node.js的作者也是因为这一点才决定封装V8，把JavaScript程序员的战场引向客户端和服务端。下面就简单介绍一下Node.js的原理。