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WebKit的那点事

作者: IT小兵 | 2013年8月6日| 热度:℃ | 评论: |参与:

  Paul Irish是著名的前端开发工程师,同时他也是Chrome开发者关系团队成员,jQuery团队成员,Modernizr、 Yeoman、CSS3 Please和HTML5 Boilerplate的lead developer。针对大家对WebKit的种种误解,他在自己的博客发表了《WebKit for Developers》一文,试图为大家解惑。

  对许多开发者来说,WebKit就像一个黑盒。我们把HTML、CSS、JS和其他一大堆东西丢进去,然后WebKit魔法般的以某种方式把一个看起来不错的网页展现给我们。但事实上,Paul的同事Ilya Grigorik说:

WebKit才不是个黑盒。它是个白盒。并且,它是个打开的白盒。

  所以让我们来花些时间了解这些事儿:

  • 什么是WebKit?

  • 什么不是WebKit?

  • 基于WebKit的浏览器是如何使用WebKit的?

  • 为什么又有不同的WebKit?

  现在,特别是Opera宣布将浏览器引擎转换为WebKit之后,我们有很多使用WebKit的浏览器,但是我们很难去界定它们有哪些相同与不同。下面我争取为这个谜团做些解读。而你也将会更懂得判断浏览器的不同,了解如何在正确的地方报告bug,还会了解如何在特定浏览器下高效开发。

  标准Web浏览器组件

  让我们列举一些现代浏览器的组件:

  • HTML、XML、CSS、JavsScript解析器

  • Layout

  • 文字和图形渲染

  • 图像解码

  • GPU交互

  • 网络访问

  • 硬件加速

  这里面哪些是WebKit浏览器共享的?差不多只有前两个。其他部分每个WebKit都有各自的实现,所谓的“port”。现在让我们了解一下这是什么意思……

  WebKit Ports是什么?

  在WebKit中有不同的“port”,但是这里允许我来让WebKit hacker,Sencha的工程主管Ariya Hidayat来解释:

WebKit最常见的参考实现是Apple在Mac OS X上的实现(这也是最早和最原始的WebKit库)。但是你也能猜到,在Mac OS X下,许多不同的接口在很多不同的原生库下被实现,大部分集中在CoreFoundation。举例来说,如果你定义了一个纯色圆角的按钮,WebKit知道要去哪里,也知道要如何去绘制这个按钮。但是,绘制按钮的工作最终还是会落到CoreGraphics去。

  上面已经提到,CoreGraphics只是Mac port的实现。不过Mac Chrome用的是Skia

随时间推移,WebKit被“port”(移植)到了各个不同的平台,包括桌面端和移动端。这种做法被称作“WebKit port”。对Windows版Safari来说,Apple通过(有限实现的)Windows版本CoreFoundation 来port WebKit。

  ……不过Windows版本的Safari现在已经死掉了

除此之外,还有很多很多其它的“port”(参见列表)。Google创建并维护着它的Chromium port。这其实也是一个基于Gtk+的WebKitGtk。诺基亚通过收购Trolltech,维护着以QtWebKit module而闻名的WebKit Qt port。

  让我们看看其中一些WebKit ports:

  • Safari

    • OS X Safari和Windows Safari使用的是不同的port

    • 用于OS X Safari的WebKit Nightly以后会渐渐成为一个边缘版本

  • Mobile Safari

    • 在一个私有代码分支上维护,不过代码现在正在合并到主干

    • iOS Chrome(使用了Apple的WebView,不过后面的部分有很多不同)

  • Chrome(Chromium)

  • 还有很多: Amazon Silk、Dolphin、Blackberry、QtWebKit、WebKitGTK+、The EFL port (Tizen)、wxWebKit、WebKitWinCE……

  不同的port专注于不同的领域。Mac的port注意力集中在浏览器和操作系统的分割上,允许把ObjectC和C++绑定并嵌入原生应用的渲染。Chromium专注在浏览器上。QtWebKit的port在他的跨平台GUI应用架构上给apps提供运行时环境或者渲染引擎。

  WebKit浏览器共享了那些东西?

  首先,让我们来看看这些WebKit ports的共同之处:

  (作者注:很有意思,这些内容我写了很多次,每次Chrome团队成员都给我纠正错误,正如你看到的……)

  1. “WebKit在使用相同的方式解析WebKit。”——实际上,Chrome是唯一支持多线程HTML解析的port。

  2. “一旦解析完成,DOM树也会构建成相同的样子。”——实际上Shadow DOM只有在Chromium才被开启。所以DOM的构造也是不同的。自定义元素也是如此。

  3. “WebKit为每个人创建了‘window’对象和‘document’对象。”——是的,尽管它暴露出的属性和构造函数可以通过feature flags来控制。

  4. “CSS解析都是相同的。将CSS解析为对象模型是个相当标准的过程。”——不过,Chrome只支持-webkit-前缀,而Apple和其他的ports支持遗留的-khtml-和-apple-前缀。

  5. “布局定位?这些是基本生计问题啊”—— 尽管Sub-pixel layout和saturated layout算法是WebKit的一部分,不过各个port的实现效果还是有很多不同。

  所以,情况很复杂。

  就像Flickr和GitHub通过flag标识来实现自己的功能一样,WebKit也有相同处理。这允许各个port自行决定是否启用WebKit编译特性标签的各种功能。通过命令行开关,或者通过about:flags还可以控制是否通过运行时标识来展示功能特性。

  好,现在让我们再尝试一次搞清楚WebKit究竟有哪些相同…

  每个WebKit port有哪些共同之处

  • DOM、winow、document

  • CSS对象模型

  • CSS解析,键盘事件处理

  • HTML解析和DOM构建

  • 所有的布局和定位

  • Chrome开发工具和WebKit检查器的UI与检查器

  • contenteditable、pushState、文件API、大多数SVG、CSS Transform math、Web Audio API、localStorage等功能

  • 很多其他功能与特性

  这些领域现在有点儿模糊,让我们尝试把事情弄得更清楚一点。

  什么是WebKit port们并没有共享的:

  • GPU相关技术

    • 3D转换

    • WebGL

    • 视频解码

  • 将2D图像绘制到屏幕

    • 解析方式

    • SVG和CSS渐变绘制

  • 文字绘制和断字

  • 网络层(SPDY、预渲染、WebSocket传输)

  • JavaScript引擎

    • JavaScriptCore 在WebKit repo中。V8和JavaScriptCore被绑定在WebKit中。

  • 表单控制器的渲染

  • <video>和<audio>的元素表现和解码实现

  • 图像解码

  • 页面导航 前进/后退

    • pushState()的导航部分

  • SSL功能,比如Strict Transport Security和Public Key Pins

  让我们谈谈其中的2D图像部分: 根据port的不同,我们使用完全不同的库来处理图像到屏幕的绘制过程:

  更宏观一点来看,一个最近刚添加的功能:CSS.supports()在除了没有css3特性检测功能的win和wincairo这两个port之外,在其它所有port中都可用

  现在到了卖弄学问的技术时间。上面讲的内容其实并不正确。事实上那是WebCore被共享的东西。而WebCore其实是当大家讨论HTML和SVG的布局、渲染和DOM处理时提到的WebKit。技术上讲,WebKit是WebCore和各种ports之间的绑定层,尽管通常来说这个差别并不那么重要。

  一个图表应该可以帮助大家理解:

  WebKit中的许多组件都是可以更换的(图中标灰色的部分)。

  举个例子来说,Webkit的JavaScript引擎,JavaScriptCore,是WebKit的默认组件。(它最初是当WebKit从KHTML分支时从KJS演变来的)。同时,Chromium port用V8引擎做了替换,还使用了独特的DOM绑定来映射上面的组件。

  字体和文字渲染是平台上的重要部分。在WebKit中有两个独立的文字路径:Fast和Complex。这两者都需要平台特性的支持,但是Fast只需要知道如何传输字型,而Complex实际上需要掌握平台上所有的字符串,并说“请绘制这个吧”。

"WebKit就像一个三明治。尽管Chromium的包装更像是一个墨西哥卷。一个美味的Web平台墨西哥卷。"

—— Dimitri Glazkov, Chrome WebKit hacker,Web Components和Shadow DOM拥护者。

  现在,让我们放宽镜头看看一些port和一些子系统。下面是WebKit的5个port;尽管它们共享了WebCore的大部分,但考虑一下它们的stack有哪些不同。


Chrome (OS X)Safari (OS X)QtWebKitAndroid BrowserChrome for iOS
RenderingSkiaCoreGraphicsQtGuiAndroid stack/SkiaCoreGraphics
NetworkingChromium network stackCFNetworkQtNetworkFork of Chromium’s network stackChromium stack
FontsCoreText via SkiaCoreTextQt internalsAndroid stackCoreText
JavaScriptV8JavaScriptCoreJSC (V8 is used elsewhere in Qt)V8JavaScriptCore (without JITting) *

  *iOS Chrome注:你可能知道它使用 UIWebView。由于UIWebView的能力限制。它只能使用移动版Safari的渲染层,JavaScriptCore(而不是V8)和单进程模式。然而,大量的Chromium 代码还是起到了调节作用 ,比如网络层、同步、书签架构、地址栏、度量工具和崩溃报告。(同时,由于JavaScript很少成为移动端的瓶颈,缺少JIT编译器只有很小的影响。)

  好吧,那么我们该怎么办?

  现在所有WebKit完全不同了,我好怕。

  别这样!WebKit的layoutTests覆盖面非常广(据最新统计,有28,000个layoutTests),这些test不仅针对已存在的特性,而且针对任何发现的回归。实际上,每当你探索一些新的或难懂的DOM/CSS/HTML5特性时,在整个web平台上,layoutTests经常已经有了一些奇妙的小demo。

  另外,W3C正在努力研究一致性测试套件。这意味着我们可以期待使用同一个测试套件来测试不同的WebKit port和浏览器,以此来获得更少的怪异模式,和一个带来更少的怪癖模式和更具互操作性的web。对所有参加过Test The Web Forward活动的人们……致谢!

  Opera刚刚迁移到了WebKit了。会怎样?

  Robert Nyman和 Rob Hawkes也谈到了这个 ,但是我会再补充一些:Opera在公告中明显指出Opera将采用Chromium。这意味着WebGL,Canvas,HTML5 表单,2D图像实现——Chrome和Opera将在所有这些功能上保持一致。API和后端实现也会完全相同。由于Opera是基于 Chromium,你可以有足够的信心去相信你的尖端工作将会在Chrome和Opera上获得兼容。

  我还应该指出,所有的Opera浏览器都将采用Chromium:包括他的Windows,Mac、Linux版本,和Opera Mobile(完全成熟的移动浏览器)。甚至Opera Mini都将使用基于Chromium的服务器渲染集群来替换当前的基于Presto的服务器端渲染。

  ……那WebKit Nightly是什么?

  它是WebKit的mac port ,和Safari运行的二进制文件一样(尽管会替换一些底层库)。因为苹果在项目中起主导地位,所以它的表现和功能与Safari的总是那么一致。在很多情况下,当其它port可能会试验新功能的时候,Apple却显得相对保守。不管怎样,如果你想我用中学一样的类比,想想这个好了:WebKit Nightly对于Safari就像Chromium对于Chrome。

  同样的,Chrome Canary 有着最新的WebKit资源。

  告诉我更多的WebKit内幕吧。

  就在这儿了,小伙子:


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