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开发者需要了解的WebKit

作者 彭超 发布于 2013年3月18日 |

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) QtWebKit Android Browser Chrome for iOS
Rendering Skia CoreGraphics QtGui Android stack/Skia CoreGraphics
Networking Chromium network stack CFNetwork QtNetwork Fork of Chromium’s network stack Chromium stack
Fonts CoreText via Skia CoreText Qt internals Android stack CoreText
JavaScript V8 JavaScriptCore JSC (V8 is used elsewhere in Qt) V8 JavaScriptCore (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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