chromium源码阅读--Browser进程初始化
最近在研读chromium源码,经过一段懵懂期,查阅了官网和网上的技术文章,是时候自己总结一下了,首先从Browser进程启动以及IPC message loop开始吧,这是每个主线程必须有的一个IPC消息轮训主体,类似之前的quagga里thread。
首先来看看chromium的多进程模型:
图1 多进程模型
图1描述了chromium里 browser进程,(隐含了zygote进程),render进程以及 WebKit的关系,Webkit是网页渲染引擎,这里我就不发散开了。
浏览器进程有 browser进程,render进程,还有GPU进程,plugin进程等等,首先启动肯定是browser进程。
那么我们先从browser进程开始, 以下是Browser进程主函数, 在chromium//src/content/browser/browser_main.cc 33行:
- // Main routine for running as the Browser process.
- int BrowserMain(const MainFunctionParams& parameters) {
- ScopedBrowserMainEvent scoped_browser_main_event;
- base::trace_event::TraceLog::GetInstance()->SetProcessName("Browser");
- base::trace_event::TraceLog::GetInstance()->SetProcessSortIndex(
- kTraceEventBrowserProcessSortIndex);
- std::unique_ptr<BrowserMainRunner> main_runner(BrowserMainRunner::Create());
- int exit_code = main_runner->Initialize(parameters);
- if (exit_code >= )
- return exit_code;
- exit_code = main_runner->Run();
- main_runner->Shutdown();
- return exit_code;
当然,启动browser进程可以有多种方式,比如,shell模式的browser就是以ContentMain来启动的。这个函数很简单,创建了一个BrowserMainRunner对象,并且Run()起来就完成了所有的工作。
那么,事情肯定没这么简单,BrowserMainRunner就是browser进程执行主体实现,包揽了所有的事情,那么接着来看 在 chromium//src/content/browser/browser_main_runner.cc 239行。
- // static
- BrowserMainRunner* BrowserMainRunner::Create() {
- return new BrowserMainRunnerImpl();
- }
原来BrowserMainRunner只是定义了接口,是由它的子类BrowserMainRunnerImpl来实现,通过Impl模式来隐藏细节,那么看main_runner的initialize和Run函数是如何实现的
在chromium//src/content/browser/browser_main_runner.cc 51行
- class BrowserMainRunnerImpl : public BrowserMainRunner {
- int Initialize(const MainFunctionParams& parameters) override {
- ......
- const base::TimeTicks start_time_step1 = base::TimeTicks::Now();
- SkGraphics::Init();
- base::StatisticsRecorder::Initialize();
- notification_service_.reset(new NotificationServiceImpl);
- main_loop_.reset(new BrowserMainLoop(parameters));
- main_loop_->Init();
- main_loop_->EarlyInitialization();
- ......
- main_loop_->PreMainMessageLoopStart();
- main_loop_->MainMessageLoopStart();
- main_loop_->PostMainMessageLoopStart();
- ui::InitializeInputMethod();
- const base::TimeTicks start_time_step2 = base::TimeTicks::Now();
- main_loop_->CreateStartupTasks();
- int result_code = main_loop_->GetResultCode();
- if (result_code > )
- return result_code;
- .....
- }
- int Run() override {
- DCHECK(initialization_started_);
- DCHECK(!is_shutdown_);
- main_loop_->RunMainMessageLoopParts();
- return main_loop_->GetResultCode();
- }
- }
可以看到 main_loop_ 成员接管了所有的工作,那么它的声明是什么:
- std::unique_ptr<BrowserMainLoop> main_loop_;
在 chromium//src/content/browser/browser_main_loop.h 里给出了 BrowserMainLoop的声明,BrowserMainLoop的初始化顺序如下:
- // Quick reference for initialization order:
- // Constructor
- // Init()
- // EarlyInitialization()
- // InitializeToolkit()
- // PreMainMessageLoopStart()
- // MainMessageLoopStart()
- // InitializeMainThread()
- // PostMainMessageLoopStart()
- // CreateStartupTasks()
- // PreCreateThreads()
- // CreateThreads()
- // BrowserThreadsStarted()
- // InitializeMojo()
- // InitStartupTracingForDuration()
- // PreMainMessageLoopRun()
这个流程已经在前面的BrowserMainRunnerImpl的实例对象的initialize已经完成,包含了大量信息,这里我就主要看主线程的IPC消息循环的部分,如下声明了IPC消息轮询对象:
- // Members initialized in |MainMessageLoopStart()|
- std::unique_ptr<base::MessageLoop> main_message_loop_;
在chromium//src/content/browser/browser_main_loop.cc 710行,MainMessageLoopStart函数负责初始化成员变量main_message_loop_,如果当前进程没有就指向一个base::MessageLoopForUI指针.
- void BrowserMainLoop::MainMessageLoopStart() {
- // DO NOT add more code here. Use PreMainMessageLoopStart() above or
- // PostMainMessageLoopStart() below.
- TRACE_EVENT0("startup", "BrowserMainLoop::MainMessageLoopStart");
- // Create a MessageLoop if one does not already exist for the current thread.
- if (!base::MessageLoop::current())
- main_message_loop_.reset(new base::MessageLoopForUI);
- InitializeMainThread();
- }
到了这里我们可以看到,base::MessageLoopForUI,顾名思义,是UI类型的IPC消息轮询,嗯,没错,Browser进程负责UI方面的IPC消息接收和转发(routing)。
接下来,就将这个消息轮询对象加入到主线程当中:
- void BrowserMainLoop::InitializeMainThread() {
- TRACE_EVENT0("startup", "BrowserMainLoop::InitializeMainThread");
- base::PlatformThread::SetName("CrBrowserMain");
- // Register the main thread by instantiating it, but don't call any methods.
- main_thread_.reset(
- new BrowserThreadImpl(BrowserThread::UI, base::MessageLoop::current()));
- }
初始化完成之后,我们返回之前main_runner_的Run()是执行RunMainMessageLoopParts()函数:
- void BrowserMainLoop::RunMainMessageLoopParts() {
- // Don't use the TRACE_EVENT0 macro because the tracing infrastructure doesn't
- // expect synchronous events around the main loop of a thread.
- TRACE_EVENT_ASYNC_BEGIN0("toplevel", "BrowserMain:MESSAGE_LOOP", this);
- bool ran_main_loop = false;
- if (parts_)
- ran_main_loop = parts_->MainMessageLoopRun(&result_code_);
- if (!ran_main_loop)
- MainMessageLoopRun();
- TRACE_EVENT_ASYNC_END0("toplevel", "BrowserMain:MESSAGE_LOOP", this);
- }
这里我们需要分析一下 BrowserMainParts 这个类以及它的子类,因为它开始涉及到平台相关的内容了。
BrowserMainParts的子类有ChromeBrowserMainParts, ChromeBrowserMainPartsAndroid,ChromeBrowserMainPartsPosix 等等,涉及chrome相关的,都没有重载MainMessageLoopRun,当然也有重载这个函数,比如ShellBrowserMainParts类。
那么在chromium//src/content/browser/browser_main_loop.cc 1708行
- void BrowserMainLoop::MainMessageLoopRun() {
- #if defined(OS_ANDROID)
- // Android's main message loop is the Java message loop.
- NOTREACHED();
- #else
- DCHECK(base::MessageLoopForUI::IsCurrent());
- if (parameters_.ui_task) {
- base::ThreadTaskRunnerHandle::Get()->PostTask(FROM_HERE,
- *parameters_.ui_task);
- }
- base::RunLoop run_loop;
- run_loop.Run();
- #endif
- }
RunLoop是一个可以处理嵌套IPC消息的辅助类,它里面声明了一个 RunLoop::Delegate类,来协助完成对IPC消息轮询嵌套层级的执行。
这里简单解释一下消息嵌套,即当前处理的IPC消息过程中有收到了新的IPC消息。RunLoop以一种类似入栈出栈的思路来实现消息嵌套。
我们接着看RunLoop的声明:
- enum class Type {
- kDefault,
- kNestableTasksAllowed,
- };
- RunLoop(Type type = Type::kDefault);
构造函数:
- RunLoop::RunLoop(Type type)
- : delegate_(tls_delegate.Get().Get()),
- type_(type),
- origin_task_runner_(ThreadTaskRunnerHandle::Get()),
- weak_factory_(this) {
- DCHECK(delegate_) << "A RunLoop::Delegate must be bound to this thread prior "
- "to using RunLoop.";
- DCHECK(origin_task_runner_);
- DCHECK(IsNestingAllowedOnCurrentThread() ||
- type_ != Type::kNestableTasksAllowed);
- }
默认的话是不支持嵌套的,通过ThreadTaskRunnerHandle::Get()获取当前线程的IPC消息sender,并且偷偷的将从当前线程变量里的tls_delegate来初始化 RunLoop::Delegate delegate_ 成员变量,那么tls_delegate是什么呢?
在 chromium//src/base/run_loop.cc 73行
- // static
- RunLoop::Delegate::Client* RunLoop::RegisterDelegateForCurrentThread(
- Delegate* delegate) {
- // Bind |delegate| to this thread.
- DCHECK(!delegate->bound_);
- DCHECK_CALLED_ON_VALID_THREAD(delegate->bound_thread_checker_);
- // There can only be one RunLoop::Delegate per thread.
- DCHECK(!tls_delegate.Get().Get());
- tls_delegate.Get().Set(delegate);
- delegate->bound_ = true;
- return &delegate->client_interface_;
- }
- 函数RegisterDelegateForCurrentThread负责对tls_delegate进行赋值。而这个函数是在MessageLoop的BindToCurrentThread函数里调用的。
- void MessageLoop::BindToCurrentThread() {
- DCHECK(!pump_);
- if (!pump_factory_.is_null())
- pump_ = std::move(pump_factory_).Run();
- else
- pump_ = CreateMessagePumpForType(type_);
- DCHECK(!current()) << "should only have one message loop per thread";
- GetTLSMessageLoop()->Set(this);
- incoming_task_queue_->StartScheduling();
- unbound_task_runner_->BindToCurrentThread();
- unbound_task_runner_ = nullptr;
- SetThreadTaskRunnerHandle();
- thread_id_ = PlatformThread::CurrentId();
- scoped_set_sequence_local_storage_map_for_current_thread_ = std::make_unique<
- internal::ScopedSetSequenceLocalStorageMapForCurrentThread>(
- &sequence_local_storage_map_);
- run_loop_client_ = RunLoop::RegisterDelegateForCurrentThread(this);
- }
到这里,又悄悄的把MessageLoop和RunLoop联系到了一起,RunLoop的delegate_指向一个MessageLoop指针,那么我们接下来可以看一下MessageLoop的声明了。
- class BASE_EXPORT MessageLoop : public MessagePump::Delegate,
- public RunLoop::Delegate {
- ......
- }
好了,可以看到RunLoop的Run函数实际上是调用的MessageLoop的Run函数,来到了消息循环的主体,到此由于篇幅过长,那么下面单独写一章来看消息处理的具体流程。
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