Chormium线程模型及应用指南

核心概念

设计上遵循以下原则：

1 不要在UI线程做不论什么堵塞式的I/O操作，以及其他耗时的操作，通过消息传递把各种操作传给相应用途的线程去做。

2 不鼓舞线程加锁机制和线程安全对象。

对象仅仅存在一个线程。通过消息来实现线程之间的通信，线程之间不互相堵塞。通过callback对象实现跨线程请求。

普通情况下，我们应该利用一个现有的线程，尽量不要创建新的线程。

UI线程实际上会被设置为不同意I/O操作。而且不同意等待。

线程列表

核心线程列表

所属进程	线程名称	类型	职责	实现
Browser	UI / BrowserThread	Java	Browser的主线程	content::BrowserThreadImpl
Browser	Chrome_DBThread	Native	负责数据库（SQLite）相关的操作，非常多功能的实现会用到该线程。	content::BrowserThreadImpl
Browser	Chrome_FileThread	Native	文件的创建、删除、读写等。	content::BrowserThreadImpl
Browser	Chrome_FileUserBlockingThread	Native	用于读取与用户交互有关的数据，须要高速的响应。看到net log模块和appcache实用。	content::BrowserThreadImpl
Browser	Chrome_ProcessLauncherThread	Native	用于启动和终止子进程。	content::BrowserThreadImpl
Browser	Chrome_CacheThread	Native
				content::BrowserThreadImpl
Browser	IndexedDB	Native	IndexDB存储线程。	base::Thread
GPU	Chrome_InProcGpuThread	Native	GPU的单进程版本号实现。	content::InProcessGpuThread
Child Processes	Chrome_ChildIOThread	Native	子进程的IO线程实现。	base::Thread
Renderer	Chrome_InProcRendererThread	Native	Renderer进程的单进程版本号实现。	content::InProcessRendererThread

其他线程

线程名称	Module	实现	说明
CookieMonsterClient	CAW	base::Thread
CookieMonsterBackend	CAW	base::Thread
CookieSyncManager	WebView	Runnable
Chrome_libJingle_WorkerThread	Browser	base::Thread
Blink Heap Marker Thread (*)	Blink	base::Thread
Blink GC Sweeper　(*)	Blink	base::Thread
HTMLParserThread	Blink	base::Thread
AsyncTransferThread	gpu	gpu::TransferThread
BrowserBlocking Worker	Browser	base::SequencedWorkerPool	详见:Chromium中应用C/C++并发技术要点
SimpleCache Worker	net	base::SequencedWorkerPool
Network File Thread	net	base::Thread

线程结构

(以单进程模型说明)

Android下线程的消息结构

Chromium的线程结构

各个类的职责说明:

类	职责说明
RunLoop	一个辅助类,主要封装消息循环 MessageLoop 类,其本 身没有特别的功能,主要提供一组公共接口被调用,其实质是调用 MessageLoop 类的接口和实现
MessageLoop	主消息循环,原理上讲,它应该能够处理三种类型的消息,包括支持不同平台的消息。 其实,假设让它处理全部这些消息,这会让其代码结构复杂不清难以理解。 消息循环仅仅须要三种类型: 一种仅能处理自己定义任务 一种能处理自己定义任务和 IO 操作 一种是能处理自己定义任务和 UI 消息。 非常自然地,Chromium 定义一个基类 MessageLoop 用于处理自己定义任务,两个子类相应于第二和第三种类型。 对于第二和第三种 MessageLoop 类型,它们除了要处理任务外,还要处理平台相关的消息,为了结构清晰, chromium 定义一个新的基类及其子类来负责处理它们,这就是 MessagePump。MessagePump 的每一个子类针对不同平台 和不同的消息类型。
MessagePump	一个抽象出来的基类,能够用来处理上面所列的第二和第三种消息类型。对于每一个平台,它们有不同的 MessagePump 的子类来相应,这些子类被包括在 MessageLoopForUI 和 MessageLoopForIO 类中。

摘自:<<理解WebKit和Chromium>>

Browser端线程结构

Browser端抛转线程消息，主要是基于BrowserThread提供的方法来完毕的，例如以下:

// 检測所在的线程

DCHECK(BrowserThread::CurrentlyOn(BrowserThread::UI));

 

// 抛转任务到UI线程运行

BrowserThread::PostTask(BrowserThread::UI, FROM_HERE,

        base::Bind(&AwLoginDelegate::HandleHttpAuthRequestOnUIThread,

                   this, (count->auth_attempts_ == 0)));

 

// 抛转任务到IO线程

BrowserThread::PostTask(BrowserThread::IO, FROM_HERE,

      base::Bind(&AwLoginDelegate::ProceedOnIOThread,

                 this, user, password));

Render端的线程结构

Renderer端抛转消息，主要是基于MessageLoopProxy来完毕。例如以下:

base::Closure closure =

        base::Bind(&CompositorOutputSurface::ShortcutSwapAck,

                   weak_ptrs_.GetWeakPtr(),

                   output_surface_id_,

                   base::Passed(&frame->gl_frame_data),

                   base::Passed(&frame->software_frame_data));

base::MessageLoopProxy::current()->PostTask(FROM_HERE, closure);

 

// input_event_filter.cc中的演示样例

io_loop_->PostTask(FROM_HERE,

                     base::Bind(&InputEventFilter::SendMessageOnIOThread,

                                this,

                                base::Passed(&message)));

 

// Blink platform implemetation

base::MessageLoopProxy::current()->PostTask(

      FROM_HERE,

      base::Bind(&PlatformEventObserverBase::SendFakeDataForTesting,

                 base::Unretained(observer), data));

gpu与Browser/Renderer的交互

线程安全

对于Java及Android的线程安全不再展开。能够參考附件的资料:<<Efficient Android Threading Asynchronous Processing Techniques for Android Applications>>

关于Java则推荐《Java并发实战》。

最经常使用的形式，将使用的对象定义为base::RefCountedThreadSafe。保证引用的对象不会被提前析构。

对于一些非线程安全的类能够使用NonThreadSafe提供Debug模式下线程安全确认。也能够应用ThreadCollisionWarner/ThreadChecker 确保运行线程与设计一致。

详见:Chromium中应用C/C++并发技术要点

參考: 怎样安全的使用PostTask

任务的取消

除了任务按须要取消外，假设在宿主类析构后运行就可能导致崩溃。

眼下使用两种方式保证任务的取消:

WeakPtrFactory (WeakPtr)和CancelableTaskTracker, 它们析构时也会自己主动将任务取消。

CancelableTaskTracker能够參考Chromium官网的说明或是在FaviconCache中的应用。

class UserInputHandler : public base::RefCountedThreadSafe<UserInputHandler> {

  // Runs on UI thread.

  void OnUserInput(Input input) {

    CancelPreviousTask();

    DBResult* result = new DBResult();

    task_id_ = tracker_->PostTaskAndReply(

        BrowserThread::GetMessageLoopProxyForThread(BrowserThread::DB).get(),

        FROM_HERE,

        base::Bind(&LookupHistoryOnDBThread, this, input, result),

        base::Bind(&ShowHistoryOnUIThread, this, base::Owned(result)));

  }

 

  void CancelPreviousTask() {

    tracker_->TryCancel(task_id_);

  }

 

  ...

 

 private:

  CancelableTaskTracker tracker_;  // Cancels all pending tasks while destruction.

  CancelableTaskTracker::TaskId task_id_;

  ...

};

对于WeakPtr。Chromium已经封装了一个WeakptrFactory供使用。能够參考GpuBrowserCompositorOutputSurface中的使用。

使用方式比較简单。但没有CancelableTaskTracker通用。

以下是一个简单的演示样例(使用WeakPtrFactory<>最大的优点是不用改动类的定义.)

class MyObject {

 public:

  MyObject() : weak_factory_(this) {}

 

  void DoSomething() {

    const int kDelayMS = 100;

    MessageLoop::current()->PostDelayedTask(FROM_HERE,

        base::Bind(&MyObject::DoSomethingLater, weak_factory_.GetWeakPtr()),

        kDelayMS);

  }

 

  void DoSomethingLater() {

    ...

  }

 

 private:

  base::WeakPtrFactory<MyObject> weak_factory_;

};

*非线程安全，能够跨线程传递，但必须在一个线程上使用这个WeakPtr,即仅仅能在运行在同样线程的任务上使用这个机制。

*类中WeakPtrFactory<Foo> weak_factory_的成员须要放在全部其他成员的后面，确保其他成员的析构函数运行的时候WeakPtrs还是无效的。

关于WeakPtr的进一步解释能够參考: Chromium中的weak_ptr，以及 关于SupportWeakPtr与WeakPtrFactory的选择．