Chrome源码剖析 【五】

【五】 Chrome的插件模型

1. NPAPI

为了紧密的与各个开源浏览器团结起来，共同抗击IE的垄断，Chrome的插件，也遵循了NPAPI(Netscape Plugin Application Programming Interface)标准，支持这个标准的浏览器需要实现一组规定的API供插件调用，这组API形如NPN_XXX，比如NPN_GetURL，插件可以利用这些API进行二次开发。而NPAPI插件以一个Dll之类的作为物理载体（windows下dll，linux下是so...）进行提供，里面同样也实现了一组规定的API。形式包括NP_XXX和NPP_XXX，NP_XXX是系统需要默认调用的方法，用于认知这个插件，比如NP_Initialize， 而NPP_XXX是用于插件完成一些实际功能，比如NPP_New。。。

所有的插件dll都需要放置在指定目录下（根据操作系统的不同而不同...），每个插件可以处理一种或多种MIME格式的数据，比如application/pdf，说明该插件可以处理pdf相关的文档。在Chrome中键入about:plugins，可以查看当前Chrome中具有的插件信息。。。

NPAPI是一个很经典的插件方案，用dll进行注入，用协定的API进行通信，用字符串描述插件能力。插件宿主（在这里就是浏览器...），会根据能力描述，动态加载插件，并负责插件调用的流程和生命周期管理。而插件中，负责真实逻辑的处理，并可以构造UI与用户交流。以此类方式实现的插件系统，往往是处理的逻辑比较固定适用范围一般（用API写死了逻辑...），但可扩展性不错（用字符串描述能力，可无限扩展...）。。。

在Chrome中nphostapi.h中，定义了所有NPAPI相关的函数指针和结构，这个文件放置在glue目录下，如果看过前面碰过的文章就知道，在WebKit内肯定也有一套相同的东西；在npapi.h/.cc中，提供了Chrome浏览器端的NPN_XXX系列函数的实现；每一个插件物理实例，用PluginLib类来表示，而每一个插件的逻辑实例，用PluginInstance类来表示。这个概念牵强附会的可以用windows中的句柄来类比，当你想操作一个内核对象，你需要获得一个内核对象的句柄，每个进程中的句柄肯定不相同，但后面的内核对象却是同一个，内核对象的生命周期通过句柄的计数来控制，有人用则或，无人用则死（当然这个类比相当的牵强，主要是想说明引用计数和逻辑与物理的关系，但一个关键性的区别在于，PluginLib与PluginInstance都是在一个进程内的，不能跨越进程边界...）。在Chrome中，PluginLib负责加载和销毁一个dll，拿到所有导出函数的函数指针，PluginInstance对这些东西进行了封装，可以更好的来调用。。。

关于NPAPI的更多细节，Chrome并没有提供任何文档，但是，各个先驱的浏览器们都提供了大量丰富的文档。比如，你可以到这里，查看firefox中的NPAPI文档，基本通用。。。

2. Chrome的多进程插件模型

Chrome的插件模型，与早先的浏览器的最大不同，是它采用了多进程的方式，每一个插件，都有一个单独的进程来承载（Shift + Esc打开Chrome进程管理器，可以看到现在已经加载的插件进程...）。当WebKit进行页面渲染的时候，发现了未知的MIME类型数据，它会告知给Browser进程，召唤它提供一个插件来解析。如果该插件还未加载，Browser会在指定目录中搜寻出具有此实力的插件（如果没有此类人才只能作罢...），并为它创建一个进程，让它负责所有的该插件相关的任务，然后建立起一个IPC通路，与它“保持通话”。这套流程一定不会太陌生，因为它与Render进程的创建大同小异换汤不换药。。。

Plugin进程与Render进程最大的区别在于，Render需要与Browser进程大量通信，因为它的HWND归Browser老大掌管着，相关所有内容都需要通信完成。但Plugin不需要与Browser频繁联系，它大部分的通信都是与Render进程发生的。如果Plugin与Render之间的通信，还需要走Browser中转一下，这就显得有些脱裤子放屁了，虽然Browser是大头，但不是冤大头，它不会干这种吃力不讨好的事情。他只是做了一回Render与Plugin间的媒婆而已。当Plugin与Browser建立好了IPC通路后，它会让Render建立一个新IPC通路，用以与Plugin通信，IPC的有名管道名，经由Browser通知给Plugin。完成名字协商后，Render与Plugin的通信关系就建立好了，它们之间就可以直接进行通信了。。。

整个通信模式，可以看这里。这是一个很标准的代理模式的应用，稍有了解的都可以跳过我后面会做的一段罗嗦的描述，一看官方文档中的图便能知晓。在Render进程端，WebPluginImpl是WebPlugin的一个子类，WebPlugin是供Webkit进行调用的一个接口，利用依赖倒置，实现了扩展。在Plugin进程端，实现了一个WebPluginDelegateImpl类，该类会调用PluginInstance的相关接口实现真实的插件功能。这样的话，只需要WebPluginImpl调用WebPluginDelegateImpl中的相应方法，就可以实现功能。但问题是WebPluginImpl与WebPluginDelegateImpl天各一方各处于一个进程，很显然，这里需要一个代理模式。这里沿用了COM的架构，Delegate + Stub + Proxy。WebPluginImpl调用代理WebPluginDelegateProxy，该代理会将调用转换成消息，通过IPC发送给Plugin进程，在Plugin端，通过WebPluginDelegateStub监听消息，并转换成对真实WebPluginDelegateImpl的调用，从而完成了跨进程的一个调用，反之亦然。。。

3. Chrome的可扩展性

总所周知，firefox通过三种方式进行自定义，插件、扩展和皮肤。其中，插件是使得浏览器能用，不会出现一大块一大块的无法显示的区域；扩展是使得浏览器好用，可以简单方便的进行功能的定制和个性化配置；皮肤是帮助浏览器变得好看，毕竟罗卜白菜，给有所爱。。。

与之对比，来看Chrome。Chrome有了插件，有了皮肤，但是没有扩展。这就意味着，你很难为Chrome定制一些特色的功能。目前，所有对Chrome的功能扩展，都是通过书签抑或是修改内核来实现的。前者能力太弱，后者开发起来太麻烦，容易出错不提，还必须要与时俱进，跟上版本的变化，并且还不能自由的选择或关闭。因此，这都不是长远之计，Chrome提供一套类似于firefox的扩展机制，也许才是正道。据传说，Chrome团队正在琢磨这件事，不知道最终会出来个怎么样的结果，是尽力接近firefox降低移植成本，还是另立门户特立独行，我想可以拭目以待一把。。。

在多进程模式下，Chrome的插件还有一个问题，前面提到过，就是关于UI控件的。由于NPAPI的标准，是允许插件创建HWND窗口的，这就使得当Plugin繁忙，且Browser进程发起HWND的同步的时候，主进程被挂起，这个浏览器停滞。在Render进程中，解决这个问题的思路是控制权限，不然Render创建HWND，到了Plugin中，这招不能使用，只能够使用另一招，就是监管。不停的检查Plugin是否太繁忙，无法响应，一旦发现，立即杀死该Plugin及其所处的页面。这就好比你想解决奶中有三氯氰胺的问题，要么控制奶源，不从奶站购买全部用自家的，要么加强监管，提高检查力度防止隐患。两种策略的优缺点一眼便知，依照不同环境采取不同策略即可。。。

总体说来，Chrome的可扩展性着实一般，不过Chrome还处于Beta中，我们可以继续期待。。。