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嵌入式浏览器渲染架构的研究与设计

唐成戬  
【摘要】:伴随着计算机技术和网络技术的飞速发展,传统的单机计算模式也快速转变为网络计算模式。同时,云计算研究和商业应用的不断成熟,各种云终端设备层出不穷,如平板电脑以及手持互联网终端。在这一趋势下,PC的本地应用也逐渐过渡到基于浏览器的Web应用。HTML5正是为这一次变革而出现,而浏览器技术则是对其的底层技术支撑。基于HTML5的Web应用程序的加载速度和渲染效率,UI响应等直接关系着用户体验。又由于嵌入式系统有限的硬件资源,匮乏的电力支持,输入方式有限等特点,也需要对浏览器进行针对性的优化。 本文分析了现有浏览器的架构与WebOS的技术特点,研究了在操作系统内核上基于浏览器引擎的Web应用运行平台。然后基于WebOS架构采用WebKit引擎在Linux内核上构建基本的基于浏览器的操作系统。通过分析WebKit的基本原理、渲染架构。同时也深入研究目前研究热点的利用GPU加速浏览器渲染技术。为适应嵌入式平台特点和发展,对两个方向进行了探索和研究。首先通过研究浏览器引擎渲染架构串行架构的特点,在渲染过程中引用了多线程技术,实现串行渲染在多核平台的并行渲染。将渲染过程中逻辑上不同阶段进行多线程划分,并设计了基于事件驱动的线程通信架构。 另外,设计了一种充分利用嵌入式平台特点的软硬件渲染架构。该架构有别于目前的PC上硬件加速渲染的浏览器架构。通过研究WebKit渲染架构和嵌入式平台硬件加速特点,提出了利用嵌入式硬件加速与软件混合渲染的技术。该技术通过在WebKit渲染架构中加入软硬件混合渲染层来对浏览器渲染请求进行分发,有效提高了浏览器渲染性能,同时对浏览器渲染接口层与底层平台解耦。经测试验证了该混合渲染层的可行性。 本文提出的在操作系统内核之上构建浏览器引擎作为应用程序运行平台是设计和实现WebOS基本原型的一种尝试,对于WebOS的进一步设计具有参考与借鉴意义。同时设计的嵌入式浏览器的多线程渲染和软硬件渲染架构,是对现有浏览器渲染架构的两个不同方向的优化,对于嵌入式浏览器引擎的渲染优化也具有参考和借鉴价值。


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