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标题: 深入解析 Chrome 浏览器的多进程架构：标签页是进程还是线程？（中英双语） [打印本页]

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作者: 慢吞云雾缓吐愁    时间: 2025-2-21 10:52
标题: 深入解析 Chrome 浏览器的多进程架构：标签页是进程还是线程？（中英双语）
深入解析 Chrome 浏览器的多进程架构：标签页是进程还是线程？

1. 引言

Google Chrome 作为全球最流行的浏览器之一，以其稳定性、安全性和多任务处理能力而闻名。而其高效的表现，很洪流平上归功于其独特的多进程架构（Multi-Process Architecture）。
许多用户好奇：

• 每打开一个新的标签页，Chrome 是创建了一个新的进程还是线程？
  
• 为什么 Chrome 采用多进程架构，而不是单进程或多线程架构？
  
• 底层的进程管理机制是如何实现的？
  

本文将深入解析 Chrome 浏览器的多进程架构，并探究其底层技术实现。

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2. Chrome 的多进程架构

Chrome 采用的是 “多进程 + 多线程” 肴杂架构，即：

• 差异标签页（Tab）通常运行在差异的进程中（但并不是每个标签页都一定是独立进程）。
  
• 每个进程内部仍然可以有多个线程，如：
  
  
  
  • JavaScript 运行的 渲染线程
    
  • 处理网络请求的 网络线程
    
  • 处理 UI 的 主线程
    
  • 实行 WebAssembly 的 WebWorker 线程
    
  
  

2.1 Chrome 的核心进程

Chrome 重要有以下几种进程：
进程类型作用浏览器进程（Browser Process）负责整个浏览器的管理，如 UI、标签页管理、网络请求、用户输入等。渲染进程（Renderer Process）负责渲染 HTML、CSS、JavaScript，实行 JavaScript 代码，每个标签页通常有一个独立的渲染进程。GPU 进程（GPU Process）负责 GPU 硬件加速，减少 CPU 计算压力。插件进程（Plugin Process）运行 Flash、PDF 等插件，防止插件崩溃影响整个浏览器。扩展进程（Extension Process）运行 Chrome 插件（Extensions），包管扩展的独立性。

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3. Chrome 采用多进程架构的原因

为什么 Chrome 选择多进程架构，而不是传统的单进程或多线程架构？重要有以下几个原因：
3.1 可靠性（Stability）

• 在传统单进程浏览器（如早期的 Internet Explorer）中，假如一个标签页崩溃，整个浏览器都会崩溃。
  
• 多进程架构使得一个标签页崩溃不会影响其他标签页，提高了稳定性。
  

3.2 安全性（Security）

• Chrome 采用 沙盒机制（Sandboxing），限制渲染进程的权限，使其无法访问操纵系统的关键资源，防止恶意网站利用浏览器漏洞攻击系统。
  
• 假如 JavaScript 触发了恶意代码，它只能影响当前的渲染进程，而不会影响整个浏览器。
  

3.3 性能优化（Performance）

• 多进程架构可以更好地利用多核 CPU，提高并行处理能力。
  
• 独立的 GPU 进程 负责图像渲染，提高了页面的绘制速率，减少了 CPU 负担。
  

3.4 资源隔离（Resource Isolation）

• 每个渲染进程都有独立的内存空间，防止一个页面的内存泄漏影响其他页面。
  
• 在传统单进程浏览器中，假如某个网站占用大量内存，整个浏览器大概会卡顿乃至崩溃，而 Chrome 采用多进程可以防止这种情况。
  

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4. Chrome 是如何管理进程的？

Chrome 的进程管理由 Site Isolation（站点隔离）策略 以及 进程模子 控制。
4.1 进程管理策略

Chrome 采用了多种进程管理策略，重要包括：

• 每个站点（Site）一个进程（Site Isolation）
  
  
  
  • 差异的站点运行在差异的渲染进程中，防止跨站点攻击。
    
  • 例如：
    1. 打开 https://example.com → 运行在一个渲染进程
    2. 打开 https://google.com → 运行在另一个渲染进程

    复制代码
  
  
• 同一站点的多个标签页可以共享进程
  
  
  
  • 例如，用户打开多个 https://example.com 的页面时，它们大概共享同一个渲染进程，减少内存占用。
    
  
  
• 后台标签页大概会被“冻结”
  
  
  
  • Chrome 大概会暂停不生动的标签页进程，以减少 CPU 和内存斲丧。
    
  
  

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5. clone() 在 Chrome 进程管理中的应用

Chrome 采用 Linux clone() 系统调用 来创建新进程，而不是传统的 fork()。
可以参考笔者的另一篇博文：深入解析 clone()：高效的进程与线程创建方法（中英双语）
5.1 为什么 Chrome 使用 clone() 取代 fork()？

• clone() 答应 创建共享资源的进程，而 fork() 复制整个地点空间，开销较大。
  
• clone() 答应 灵活地选择共享哪些资源（如内存、文件描述符、信号处理等）。
  

5.2 Chrome 创建进程的底层实现

当 Chrome 需要创建一个新的渲染进程时，它会调用 clone()：

1. #define _GNU_SOURCE
2. #include <sched.h>
3. #include <stdio.h>
4. #include <stdlib.h>
5. #include <unistd.h>
7. #define STACK_SIZE 1024 * 1024  // 1MB stack
9. int child_func(void *arg) {
10.     printf("Chrome Renderer Process: PID = %d\n", getpid());
11.     return 0;
12. }
14. int main() {
15.     char *stack = malloc(STACK_SIZE);
16.     if (!stack) {
17.         perror("malloc");
18.         exit(EXIT_FAILURE);
19.     }
21.     pid_t pid = clone(child_func, stack + STACK_SIZE, CLONE_VM | CLONE_FS | CLONE_FILES | CLONE_SIGHAND | SIGCHLD, NULL);
22.     if (pid == -1) {
23.         perror("clone");
24.         exit(EXIT_FAILURE);
25.     }
27.     printf("Chrome Main Process: PID = %d, Renderer PID = %d\n", getpid(), pid);
28.     wait(NULL);
29.     free(stack);
30.     return 0;
31. }

复制代码

解释：

• CLONE_VM 让子进程共享内存（避免 fork() 复制数据）。
  
• CLONE_FS 共享文件系统信息（减少 I/O 资源）。
  
• CLONE_FILES 共享文件描述符（如 sockets）。
  
• CLONE_SIGHAND 共享信号处理机制。
  

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6. 结论

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