開發者需要了解的WebKit
Paul Irish是著名的前端開發工程師,同時他也是Chrome開發者關系團隊成員,jQuery團隊成員,Modernizr、 Yeoman、CSS3 Please和HTML5 Boilerplate的lead developer。針對大家對WebKit的種種誤解,他在自己的博客發表了《WebKit for Developers》一文,試圖為大家解惑。
對許多開發者來說,WebKit就像一個黑盒。我們把HTML、CSS、JS和其他一大堆東西丟進去,然后WebKit魔法般的以某種方式把一個看起來不錯的網頁展現給我們。但事實上,Paul的同事Ilya Grigorik說:
WebKit才不是個黑盒。它是個白盒。并且,它是個打開的白盒。
所以讓我們來花些時間了解這些事兒:
- 什么是WebKit?
- 什么不是WebKit?
- 基于WebKit的瀏覽器是如何使用WebKit的?
- 為什么又有不同的WebKit?
現在,特別是Opera宣布將瀏覽器引擎轉換為WebKit之后,我們有很多使用WebKit的瀏覽器,但是我們很難去界定它們有哪些相同與不同。下面我爭取為這個謎團做些解讀。而你也將會更懂得判斷瀏覽器的不同,了解如何在正確的地方報告bug,還會了解如何在特定瀏覽器下高效開發。
標準Web瀏覽器組件
讓我們列舉一些現代瀏覽器的組件:
- HTML、XML、CSS、JavsScript解析器
- Layout
- 文字和圖形渲染
- 圖像解碼
- GPU交互
- 網絡訪問
- 硬件加速
這里面哪些是WebKit瀏覽器共享的?差不多只有前兩個。其他部分每個WebKit都有各自的實現,所謂的“port”。現在讓我們了解一下這是什么意思……
WebKit Ports是什么?
在WebKit中有不同的“port”,但是這里允許我來讓WebKit hacker,Sencha的工程主管Ariya Hidayat來解釋:
WebKit最常見的參考實現是Apple在Mac OS X上的實現(這也是最早和最原始的WebKit庫)。但是你也能猜到,在Mac OS X下,許多不同的接口在很多不同的原生庫下被實現,大部分集中在CoreFoundation。舉例來說,如果你定義了一個純色圓角的按鈕,WebKit知道要去哪里,也知道要如何去繪制這個按鈕。但是,繪制按鈕的工作最終還是會落到CoreGraphics去。
上面已經提到,CoreGraphics只是Mac port的實現。不過Mac Chrome用的是Skia。
隨時間推移,WebKit被“port”(移植)到了各個不同的平臺,包括桌面端和移動端。這種做法被稱作“WebKit port”。對Windows版Safari來說,Apple通過(有限實現的)Windows版本CoreFoundation 來port WebKit。
……不過Windows版本的Safari現在已經死掉了。
除此之外,還有很多很多其它的“port”(參見列表)。Google創建并維護著它的Chromium port。這其實也是一個基于Gtk+的WebKitGtk。諾基亞通過收購Trolltech,維護著以QtWebKit module而聞名的WebKit Qt port。
讓我們看看其中一些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以后會漸漸成為一個邊緣版本
- Mobile Safari
- 在一個私有代碼分支上維護,不過代碼現在正在合并到主干
- iOS Chrome(使用了Apple的WebView,不過后面的部分有很多不同)
- Chrome(Chromium)
- 安卓Chrome(直接使用Chromium port)
- Chromium也驅動了Yandex Browser、 360 Browser、Sogou Browser,很快,還會有Opera。
- 還有很多: Amazon Silk、Dolphin、Blackberry、QtWebKit、WebKitGTK+、The EFL port (Tizen)、wxWebKit、WebKitWinCE……
不同的port專注于不同的領域。Mac的port注意力集中在瀏覽器和操作系統的分割上,允許把ObjectC和C++綁定并嵌入原生應用的渲染。Chromium專注在瀏覽器上。QtWebKit的port在他的跨平臺GUI應用架構上給apps提供運行時環境或者渲染引擎。
WebKit瀏覽器共享了那些東西?
首先,讓我們來看看這些WebKit ports的共同之處:
(作者注:很有意思,這些內容我寫了很多次,每次Chrome團隊成員都給我糾正錯誤,正如你看到的……)
- “WebKit在使用相同的方式解析WebKit。”——實際上,Chrome是唯一支持多線程HTML解析的port。
- “一旦解析完成,DOM樹也會構建成相同的樣子。”——實際上Shadow DOM只有在Chromium才被開啟。所以DOM的構造也是不同的。自定義元素也是如此。
- “WebKit為每個人創建了‘window’對象和‘document’對象。”——是的,盡管它暴露出的屬性和構造函數可以通過feature flags來控制。
- “CSS解析都是相同的。將CSS解析為對象模型是個相當標準的過程。”——不過,Chrome只支持-webkit-前綴,而Apple和其他的ports支持遺留的-khtml-和-apple-前綴。
- “布局定位?這些是基本生計問題啊”—— 盡管Sub-pixel layout和saturated layout算法是WebKit的一部分,不過各個port的實現效果還是有很多不同。
所以,情況很復雜。
就像Flickr和GitHub通過flag標識來實現自己的功能一樣,WebKit也有相同處理。這允許各個port自行決定是否啟用WebKit編譯特性標簽的各種功能。通過命令行開關,或者通過about:flags還可以控制是否通過運行時標識來展示功能特性。
好,現在讓我們再嘗試一次搞清楚WebKit究竟有哪些相同…
每個WebKit port有哪些共同之處
- DOM、winow、document
- CSS對象模型
- CSS解析,鍵盤事件處理
- HTML解析和DOM構建
- 所有的布局和定位
- Chrome開發工具和WebKit檢查器的UI與檢查器
- contenteditable、pushState、文件API、大多數SVG、CSS Transform math、Web Audio API、localStorage等功能
- 很多其他功能與特性
這些領域現在有點兒模糊,讓我們嘗試把事情弄得更清楚一點。
什么是WebKit port們并沒有共享的:
- GPU相關技術
- 3D轉換
- WebGL
- 視頻解碼
- 將2D圖像繪制到屏幕
- 解析方式
- SVG和CSS漸變繪制
- 文字繪制和斷字
- 網絡層(SPDY、預渲染、WebSocket傳輸)
- JavaScript引擎
- JavaScriptCore 在WebKit repo中。V8和JavaScriptCore被綁定在WebKit中。
- 表單控制器的渲染
- <video>和<audio>的元素表現和解碼實現
- 圖像解碼
- 頁面導航 前進/后退
- pushState()的導航部分
- SSL功能,比如Strict Transport Security和Public Key Pins
讓我們談談其中的2D圖像部分: 根據port的不同,我們使用完全不同的庫來處理圖像到屏幕的繪制過程:
更宏觀一點來看,一個最近剛添加的功能:CSS.supports()在除了沒有css3特性檢測功能的win和wincairo這兩個port之外,在其它所有port中都可用。
現在到了賣弄學問的技術時間。上面講的內容其實并不正確。事實上那是WebCore被共享的東西。而WebCore其實是當大家討論HTML和SVG的布局、渲染和DOM處理時提到的WebKit。技術上講,WebKit是WebCore和各種ports之間的綁定層,盡管通常來說這個差別并不那么重要。
一個圖表應該可以幫助大家理解:
WebKit中的許多組件都是可以更換的(圖中標灰色的部分)。
舉個例子來說,Webkit的JavaScript引擎,JavaScriptCore,是WebKit的默認組件。(它最初是當WebKit從KHTML分支時從KJS演變來的)。同時,Chromium port用V8引擎做了替換,還使用了獨特的DOM綁定來映射上面的組件。
字體和文字渲染是平臺上的重要部分。在WebKit中有兩個獨立的文字路徑:Fast和Complex。這兩者都需要平臺特性的支持,但是Fast只需要知道如何傳輸字型,而Complex實際上需要掌握平臺上所有的字符串,并說“請繪制這個吧”。
"WebKit就像一個三明治。盡管Chromium的包裝更像是一個墨西哥卷。一個美味的Web平臺墨西哥卷。"
—— Dimitri Glazkov, Chrome WebKit hacker,Web Components和Shadow DOM擁護者。
現在,讓我們放寬鏡頭看看一些port和一些子系統。下面是WebKit的5個port;盡管它們共享了WebCore的大部分,但考慮一下它們的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。它只能使用移動版Safari的渲染層,JavaScriptCore(而不是V8)和單進程模式。然而,大量的Chromium 代碼還是起到了調節作用 ,比如網絡層、同步、書簽架構、地址欄、度量工具和崩潰報告。(同時,由于JavaScript很少成為移動端的瓶頸,缺少JIT編譯器只有很小的影響。)
好吧,那么我們該怎么辦?
現在所有WebKit完全不同了,我好怕。
別這樣!WebKit的layoutTests覆蓋面非常廣(據最新統計,有28,000個layoutTests),這些test不僅針對已存在的特性,而且針對任何發現的回歸。實際上,每當你探索一些新的或難懂的DOM/CSS/HTML5特性時,在整個web平臺上,layoutTests經常已經有了一些奇妙的小demo。
另外,W3C正在努力研究一致性測試套件。這意味著我們可以期待使用同一個測試套件來測試不同的WebKit port和瀏覽器,以此來獲得更少的怪異模式,和一個帶來更少的怪癖模式和更具互操作性的web。對所有參加過Test The Web Forward活動的人們……致謝!
Opera剛剛遷移到了WebKit了。會怎樣?
Robert Nyman和 Rob Hawkes也談到了這個 ,但是我會再補充一些:Opera在公告中明顯指出Opera將采用Chromium。這意味著WebGL,Canvas,HTML5 表單,2D圖像實現——Chrome和Opera將在所有這些功能上保持一致。API和后端實現也會完全相同。由于Opera是基于 Chromium,你可以有足夠的信心去相信你的尖端工作將會在Chrome和Opera上獲得兼容。
我還應該指出,所有的Opera瀏覽器都將采用Chromium:包括他的Windows,Mac、Linux版本,和Opera Mobile(完全成熟的移動瀏覽器)。甚至Opera Mini都將使用基于Chromium的服務器渲染集群來替換當前的基于Presto的服務器端渲染。
……那WebKit Nightly是什么?
它是WebKit的mac port ,和Safari運行的二進制文件一樣(盡管會替換一些底層庫)。因為蘋果在項目中起主導地位,所以它的表現和功能與Safari的總是那么一致。在很多情況下,當其它port可能會試驗新功能的時候,Apple卻顯得相對保守。不管怎樣,如果你想我用中學一樣的類比,想想這個好了:WebKit Nightly對于Safari就像Chromium對于Chrome。
同樣的,Chrome Canary 有著最新的WebKit資源。
告訴我更多的WebKit內幕吧。
就在這兒了,小伙子: