chromium源码阅读--进程间通信（IPC）

     第一篇就有提到Chromium是目前默认是采用多进程架构，当然，chromium有singe-process的版本。

     多进程与多线程的区别，确实有很多可以讲的，我的另一篇博客也讲了一些 （Linux 进程，线程），这里是从浏览器的角度来说，如果是多线程，如果一个线程崩溃，影响了整个浏览器的使用，因为在现在的网页标准更新了很多个版本，会有不同标准的页面在网络上，极大可能出现解析，渲染，插件等问题，那么对于用户来说，体验就会差很多了，浏览一个页面出问题，就要重启浏览器。而多进程则可以避免此问题，render进程崩溃只会影响当前的tab。

    嗯，上面说了那么多，就是为了说，多进程之间就需要进程通信来协作，而chromium的进程间通信是非常繁杂的，如何处理这个是我们需要了解的关键。

   那么本质的问题就是：

         1、发那些消息（Message Type）

         2、消息通道是怎么建立的 (Message Channel)

         3、发送者和接收者（Sender，Listener）

OK，咱一个个来。

一、 Message Type 

     主要分为2类：“routed” 和 “control”。

     1、routed消息

         主要是用来给某个RenderViewHost对象发送消息的。不过，任何类都可以通过GetNextRoutingID 和 AddRoute 注册，就能接收routed消息。

     2、control消息

          control消息有创建pipe的类处理，当然这些类也可以接收routed消息。比如，请求资源或修改剪贴板不是特定于视图的，所以是控制消息。

     3、消息的声明

IPC_MESSAGE_ROUTED2(FrameHostMsg_MyMessage, GURL, int)

      这个宏用来声明routed消息，这里声明了一个从render进程发送到browser进程的消息，并有一个GURL参数，一个int参数

IPC_MESSAGE_CONTROL0(FrameMsg_MyMessage)

     这个宏用来声明control消息，这里声明了一个从browser进程发送到render进程的消息，没有参数。

     这里还有几个默认的约定：

          （1）这些宏后面的数字表明有几个参数，最多5个参数，即： IPC_MESSAGE_ROUTED0~IPC_MESSAGE_ROUTED5 或者 IPC_MESSAGE_CONTROL0~IPC_MESSAGE_CONTROL5

          （2）消息名称表明消息的接受者，FrameHostMsg，带Host后缀的类，表示在browser进程接收处理的消息，FrameMsg，则表示在render进程处理的消息，如果是Plugin进程，也会带有Plugin字样。

二、Message Channel

    chromium的使用mojo IPC，并且在官网提供了性能对比 （Times in microseconds）

	Windows Z840	Linux Z620	MacBook Pro 15" 2016
IPC	36.9	69.5	52.5
Mojo cross-process	28.2	48	34.9

 

这里是官网关于mojo的一些介绍，https://chromium.googlesource.com/chromium/src/+/master/mojo/README.md#System-Overview

从unittest看channel的创建：

 

void IPCChannelMojoTestBase::CreateChannel(IPC::Listener* listener) {
  channel_ =
      IPC::ChannelMojo::Create(TakeHandle(), IPC::Channel::MODE_SERVER,
                               listener, base::ThreadTaskRunnerHandle::Get());
}

 在IPC::ChannelMojo::Create里看到需要 IPC::ChannelMojo的构造，

ChannelMojo::ChannelMojo(
    mojo::ScopedMessagePipeHandle handle,
    Mode mode,
    Listener* listener,
    const scoped_refptr<base::SingleThreadTaskRunner>& ipc_task_runner)
    : task_runner_(ipc_task_runner),
      pipe_(handle.get()),
      listener_(listener),
      weak_factory_(this) {
  weak_ptr_ = weak_factory_.GetWeakPtr();
  bootstrap_ = MojoBootstrap::Create(std::move(handle), mode, ipc_task_runner);
}

 在MojoBootstrapImpl里完成sender和listener的绑定：

class MojoBootstrapImpl : public MojoBootstrap {
 public:
  MojoBootstrapImpl(
      mojo::ScopedMessagePipeHandle handle,
      const scoped_refptr<ChannelAssociatedGroupController> controller)
      : controller_(controller),
        associated_group_(controller),
        handle_(std::move(handle)) {}

  ~MojoBootstrapImpl() override {
    controller_->ShutDown();
  }

 private:
  void Connect(mojom::ChannelAssociatedPtr* sender,
               mojom::ChannelAssociatedRequest* receiver) override {
    controller_->Bind(std::move(handle_));
    controller_->CreateChannelEndpoints(sender, receiver);
  }

 。。。
}

 上面的mojo  Channel的创建过程，linux提供的IPC比如：pipe，unix socket，share memory都不是线程安全的，mojo封装了底层IPC细节并提供了线程安全保障，并且看上面的性能对比，mojo性能更好，这也是chromium逐渐转用mojo的主要因素吧。

 OK，上面介绍了mojo，接下来我们会发现，在进程里都是使用IPC::ChannelProxy这个类来代理完成Channel的各种工作。

 这里我们只需看一个例子就能理解了，比如在browser进程的RenderProcessHost类里声明了GetChannel接口：

IPC::ChannelProxy* GetChannel() = 0;

根据chromium的套路，你大致就能想到，有一个RenderProcessHostImpl类会来实现这个接口，嗯，果不其然：

class CONTENT_EXPORT RenderProcessHostImpl
    : public RenderProcessHost,
      public ChildProcessLauncher::Client,
      public ui::GpuSwitchingObserver,
      public mojom::RouteProvider,
      public mojom::AssociatedInterfaceProvider,
      public mojom::RendererHost {
      ...
      IPC::ChannelProxy* GetChannel() override;
      ...
}

我们可以看到这里会提供一个IPC::ChannelProxy的指针，那么顺着这个，ChannelProxy的创建和初始化就不远了。

bool RenderProcessHostImpl::Init() {
   ...
   if (!channel_)
    InitializeChannelProxy();
  
   ...
   CreateMessageFilters();
  RegisterMojoInterfaces();
  ...

}

可以看到，上面初始化了Channel并给当前实例创建了MessageFilter和在mojo里注册了消息发送的mojo interface。

mojo会负责将channel两端连通，之后的消息发送就可使用IPC::ChannelProxy来完成了。

三、发送者和接收者

    1、发送者

    chromium里定义了IPC::Sender的接口：

class Message;

class IPC_EXPORT Sender {
 public:
  // Sends the given IPC message.  The implementor takes ownership of the
  // given Message regardless of whether or not this method succeeds.  This
  // is done to make this method easier to use.  Returns true on success and
  // false otherwise.
  virtual bool Send(Message* msg) = 0;

 protected:
  virtual ~Sender() {}
};

    上面的使用例子，我们可以看到 IPC::ChannelProxy 是消息的发送者，看类的声明：

class IPC_EXPORT ChannelProxy : public Sender {

}

2、接收者

    同样chromium也定义Listener。

class Message;

// Implemented by consumers of a Channel to receive messages.
class IPC_EXPORT Listener {
 public:
  // Called when a message is received.  Returns true iff the message was
  // handled.
  virtual bool OnMessageReceived(const Message& message) = 0;

  ...
};

我们在前面提到的router，是消息接收者，也是消息发送者:

class IPC_EXPORT MessageRouter : public Listener, public Sender { 
    ...
}

还有子线程实例也是Listener：

class CONTENT_EXPORT ChildThreadImpl
    : public IPC::Listener,
      virtual public ChildThread,
      private base::FieldTrialList::Observer,
      public mojom::RouteProvider,
      public mojom::AssociatedInterfaceProvider,
      public mojom::ChildControl {
    ...
 }

好了，更多例子我也不举了，chromium IPC还有更多的内容，在代码待我们学习，这里暂时总结到这里，后续再补充。