Chromium/WebKit的缓存机制

浏览数：76 / 时间：2015年06月09日

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现在假设用户用Chrome浏览器打开www.sohu.com主页，点击主页上的NBA导航链接，就跳转到sohu主页的NBA子页面中，在浏览完NBA子页面后，用户又想回到主页面，这次点击浏览器窗口上的后退按钮，即可回到主页面，这一切似乎很平常，只是让我们意想不到的是，这次sohu主页面的渲染几乎是瞬间完成的，比第一次打开sohu主页时的时间要缩短了几十倍。这是为什么呢？答案就是缓存，这里说缓存比较笼统，其实详细的说应该分为三块，即Chromium的磁盘缓存，WebKit的内存缓存和WebKit的页面缓存。下面分别对这三种级别的缓存进行说明。

WebKit的页面缓存(Page Cache)

用户在浏览网页时点击页面中的某个链接，浏览器就需要跳转到某个新的页面，如果新打开的链接是在原来的标签页中打开，那么原来的页面就会被销毁。那么如果用户点击后退按钮回到主页面时，就需要重新进行一序列之前已经完成的动作，例如下载HTML页面，解析HTML，解析JavaScript脚本，解析CSS脚本，构建DOM树，构建Render树，以及最后布局渲染，这些过程直接影响到网页最后显示给用户的速度。

试想一下，当我们在Google上搜索一些资源时，在搜索到的结果页面中点击某个链接后，发现不是要找的资源，需要重新回退到之前的结果页面，查看下一个搜索结果，如果在返回时需要做上述一系列耗时的操作，网页返回的时间就会很长，直接造成不好的用户体验。

基于以上考虑，WebKit对上述过程进行了优化，主页面切换到一个新的页面时，主页面不会被销毁，而会被保存起来，暂定网页的消息循环，直到网页再次被切换回来。这个过程可以类似理解成主页面暂时被隐藏了，就好象在浏览器中打开了一个看不见的标签页，当用户通过后退或前进按钮回到主页面时，主页面就会被显示出来，而又重新打开页面的消息循环。

WebKit的内存缓存(Memory Cache)

WebKit在解析HTML文档时，如果发现了外部资源链接，就会生成一个资源请求，但是不会立即通过网络去下载资源，而是现在自身的内存缓存中查询，检查是否存在与请求资源URL相匹配的资源文件，如果存在就立即返回缓存中的资源，如果缓存中查询失败时，就在缓存中添加一个URL与资源文件的索引，以防下次使用。

WebKit的代码中存在一个MemoryCache类，每个WebKit实例都只存在一个MemoryCache对象，在MemoryCache对象中存放中Resource的指针链表，Resource的链表是采用LRU（最近最少使用）算法来管理的。现在假设某个资源文件被浏览器请求，在MemoryCache中查询到该资源后，需要先从Resource的链表中删除该Resource对象，然后从链表头部重新添加该Resource对象。

Chromoium的磁盘缓存(Disk Cacke)

这里为什么写Chromium的磁盘缓存，而不是WebKit的磁盘缓存呢？因为在Chromium浏览器中WebKit是运行在沙盒进程（渲染进程）中，该进程没有访问本地文件系统的能力，关于Chromium的架构，请参看笔者发布的另一篇博文“Chromium浏览器的多进程架构”。所以写磁盘这样的操作都是发生在浏览器进程中。

关于Chromium加载资源的流程请参考另一篇博文“Chromium的多进程资源加载”，当浏览器进程接收到渲染进程发送过来的资源请求时，浏览器进程会先检查本地的缓存，如果没有找到与资源URL匹配的文件或者缓存文件失效时，才发送网络请求，去服务器上下载资源，当资源下载完毕后，浏览器进程会保存该资源文件到磁盘上，以防下次浏览器重新启动时使用。