Chromium多线程机制

前面我们介绍过Chromium是基于多进程模型的架构设计，那么各个进程内的情况呢？事实是每个进程都有很多的线程，特别是browser进程，因而它也基于多线程模型的。介绍多线程机制之前，先来看一下残酷的现实吧，下面是各个进程的线程信息情况(基于Linux平台，其它平台的可能略有不同)，相信保证让你头大。是的，你需要泡杯茶，然后静下心来了解一下它们：

为什么这么多的线程呢？Chromium的官方说法告诉我们，主要目的就是为了保持UI的高响应度，保证UI线程（chrome线程，主线程）不会被任何其它费时的操作阻碍从而影响了对用户的响应。这些其它的操作很多，例如本地文件读写，socket读写，数据库操作等等。既然它们会阻碍其它操作，那好，把它们放在单独的线程里自己忙或者等待去吧，所以你就看到那么多与这些相关的线程（线程名显然也暴露了这一切）。

问题来了，它们直接如何通信和同步呢？这是多线程的一个非常难缠的问题，因为这会造成死锁或者竞争冲突等问题。Chromium精心设计了一套机制来处理它们，那就是绝大多数的场景使用事件和一种chromium新创建的任务传递机制，仅在非用不可的情况下使用锁或者线程安全对象，这有严格的要求，详细的情况请查看以下链接以便作近一步的了解:http://www.chromium.org/developers/lock-and-condition-variable。

问题又来了，那么每个线程内部是如何处理这些事件和任务的呢？答案是MessageLoop。每个线程会有一个自己的MessageLoop，它们用来处理这些事件和任务。通常的MessageLoop只是处理事件，Chromium中的MessageLoop可以同时处理事件和任务。MessageLoop也是值得研究的，详细情况我们将在以后的一章加以介绍。

任务和MessageLoop的基本原理如下图所示。任务被派发到进程的某个线程的MessageLoop的队列中，MessageLoop会调度执行这些Task。

关于上面这些线程，多数可以通过它们的名字猜出用途，这里鉴于篇幅和噪音考虑，不一一介绍，下面说明几个重要和诡异的线程：

chrome线程：进程的主线程，browser进程重要主要是负责UI，当然也是管家；Renderer进程中则是管家兼处理WebKit渲染的；gpu进程中则是负责处理处理绘图请求并调用openGL进行绘制工作的。

Chrome_IOThread/Chrome_ChildIOThread线程：用来接受来自其它进程的IPC消息和派发自身消息到其它进程。

SignalSender线程: V8 JavaScript引擎中用于处理Linux信号的线程。

##任务（task）

Chromium的特色就是在事件的基础上，加入了一个新的机制－任务。当需要执行某个操作时候，可以把该操作封装成一个任务，由任务派发机制传递给相应的进程的MessageLoop。

下面看看线程内和线程间分别是如何操作的。

首先看线程内部是如何进行的。但你需要进行费时的操作时候，可以派发一个事件和回调函数给自身线程的MessageLoop，然后MessageLoop会调度该回调函数以执行其操作。问题是这有必要吗？直接调用不就可以吗？答案是不可以，或者说是最好不要这么做，其原因在于，如果当前的MessageLoop里面有优先级更高的事件和任务需要处理时，你这样做会阻碍它们的执行。

其次看一看线程间通信。假如一个线程A需要把任务传递给一个另外的线程B，大致有三个阶段：

1.      首先，线程A把该任务传递给线程B；

2.      其次，线程B调度执行该任务；

3.      最后，线程B执行完任务后回复A。很多情况下，线程A不需要回复。

下图描述的是一个带回复的典型的任务传递过程。

如果不需要回复，那么上图中的‘Reply Task2’就不需要了。当需要回复时候，chromium的做法是新建一个新的任务，该任务封装原来的任务，新任务被放入线程B，B执行新任务时候调用其Run方法，里面首先执行原来的任务，然后派发Reply任务给线程A，操作完成。

后面会有一个具体的例子来描述上面这个过程，下面了解一下chromium支持Task所涉及的几个主要类。

Callback: 回调类，其本质是封装了一个由调用者（例如线程A）设置的回调函数。包含一个run方法，当MessageLoop调度执行该Task时候，运行该方法，该方法调用回调函数

Closure: 定义为Callback<void(void)>

tracked_objects:一系列的类用于追踪Task生成位置，编译调试

Task: 包含一个Closure，追踪信息，表示一个任务

##一个例子

下面用一个实际的例子来理解线程间是如何传递任务的。该例子是chromium中非常常见的一个场景: browser进程接收到来自renderer进程的IPC消息，它由IO线程接收管理，然后派发给chrome线程处理，具体过程如下图所示：

上面的图基本上对应了前面的关于任务派发过程的图，只是少了回复环节，这是因为IO 线程并不需要回复。基本的步骤是，当IO线程收到消息后，其派发一个任务，该任务将ChannelProxy::Context::OnDispatchMessage设置会回调函数，这个任务保存在chrome线程的输入任务队列中。chrome线程将输入队列拷贝到工作队列后，执行该任务的run方法，该方法会调用回调函数ChannelProxy::Context::OnDispatchMessage，该函数会调用事件的处理函数，这里也就是RenderProcessHostImpl::OnMessageReceived，这个函数实际上会根据事件类型来调用各个相应函数。

## 源文件目录

base/threading/

         线程相关的基础类

## 参考文献

1.      http://www.chromium.org/developers/design-documents/threading

2.      http://bigasp.com/archives/478

3.      http://www.chromium.org/developers/lock-and-condition-variable