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      Node.js 多进程

      Node.js 多进程

      我们都知道 Node.js 是以单线程的模式运行的,但它使用的是事件驱动来处理并发,这样有助于我们在多核 cpu 的系统上创建多个子进程,从而提高性能。

      每个子进程总是带有三个流对象:child.stdin, child.stdout 和 child.stderr。他们可能会共享父进程的 stdio 流,或者也可以是独立的被导流的流对象。

      Node 提供了 child_process 模块来创建子进程,方法有:

      • exec - child_process.exec 使用子进程执行命令,缓存子进程的输出,并将子进程的输出以回调函数参数的形式返回。

      • spawn - child_process.spawn 使用指定的命令行参数创建新进程。

      • fork - child_process.fork 是 spawn() 的特殊形式,用于在子进程中运行的模块,如 fork('./son.js') 相当于 spawn(‘node’, ['./son.js']) 。与 spawn 方法不同的是,fork 会在父进程与子进程之间,建立一个通信管道,用于进程之间的通信。

      exec() 方法

      child_process.exec 使用子进程执行命令,缓存子进程的输出,并将子进程的输出以回调函数参数的形式返回。

      语法如下所示:

      child_process.exec(command[, options], callback)
      
      

      参数

      参数说明如下:

      command: 字符串, 将要运行的命令,参数使用空格隔开

      options :对象,可以是:

      • cwd ,字符串,子进程的当前工作目录
      • env,对象 环境变量键值对
      • encoding ,字符串,字符编码(默认: ‘utf8’)
      • shell ,字符串,将要执行命令的 Shell(默认:在 UNIX 中为/bin/sh, 在 Windows 中为cmd.exe, Shell 应当能识别 -c开关在 UNIX 中,或 /s /c 在 Windows 中。 在 Windows 中,命令行解析应当能兼容cmd.exe
      • timeout,数字,超时时间(默认: 0)
      • maxBuffer,数字, 在 stdout 或 stderr 中允许存在的最大缓冲(二进制),如果超出那么子进程将会被杀死 (默认:200*1024)
      • killSignal ,字符串,结束信号(默认:‘SIGTERM’)
      • uid,数字,设置用户进程的 ID
      • gid,数字,设置进程组的 ID

      **callback :**回调函数,包含三个参数 error, stdout 和 stderr。

      exec() 方法返回最大的缓冲区,并等待进程结束,一次性返回缓冲区的内容。

      实例

      让我们创建两个 js 文件 support.js 和 master.js。

      support.js 文件代码:

      console.log("进程 " + process.argv[2] + " 执行。" );
      

      master.js 文件代码

      const fs = require('fs');
      const child_process = require('child_process');
      
      for(var i=0; i<3; i++) {
          var workerProcess = child_process.exec('node support.js '+i, function (error, stdout, stderr) {
              if (error) {
                  console.log(error.stack);
                  console.log('Error code: '+error.code);
                  console.log('Signal received: '+error.signal);
              }
              console.log('stdout: ' + stdout);
              console.log('stderr: ' + stderr);
          });
      
          workerProcess.on('exit', function (code) {
              console.log('子进程已退出,退出码 '+code);
          });
      }
      

      执行以上代码,输出结果为:

      $ node master.js
      子进程已退出,退出码 0
      stdout: 进程 1 执行。
      
      stderr:
      子进程已退出,退出码 0
      stdout: 进程 0 执行。
      
      stderr:
      子进程已退出,退出码 0
      stdout: 进程 2 执行。
      
      stderr:
      
      

      spawn() 方法

      child_process.spawn 使用指定的命令行参数创建新进程,语法格式如下:

      child_process.spawn(command[, args][, options])
      
      

      参数

      参数说明如下:

      command: 将要运行的命令

      args: Array 字符串参数数组

      options Object

      • cwd String 子进程的当前工作目录
      • env Object 环境变量键值对
      • stdio Array|String 子进程的 stdio 配置
      • detached Boolean 这个子进程将会变成进程组的领导
      • uid Number 设置用户进程的 ID
      • gid Number 设置进程组的 ID

      spawn() 方法返回流 (stdout & stderr),在进程返回大量数据时使用。进程一旦开始执行时 spawn() 就开始接收响应。

      实例

      让我们创建两个 js 文件 support.js 和 master.js。

      support.js 文件代码

      console.log("进程 " + process.argv[2] + " 执行。" );
      

      master.js 文件代码

      const fs = require('fs');
      const child_process = require('child_process');
      
      for(var i=0; i<3; i++) {
         var workerProcess = child_process.spawn('node', ['support.js', i]);
      
         workerProcess.stdout.on('data', function (data) {
            console.log('stdout: ' + data);
         });
      
         workerProcess.stderr.on('data', function (data) {
            console.log('stderr: ' + data);
         });
      
         workerProcess.on('close', function (code) {
            console.log('子进程已退出,退出码 '+code);
         });
      }
      

      执行以上代码,输出结果为:

      $ node master.js stdout: 进程 0 执行。
      
      子进程已退出,退出码 0
      stdout: 进程 1 执行。
      
      子进程已退出,退出码 0
      stdout: 进程 2 执行。
      
      子进程已退出,退出码 0
      
      

      fork 方法

      child_process.fork 是 spawn() 方法的特殊形式,用于创建进程,语法格式如下:

      child_process.fork(modulePath[, args][, options])
      

      参数

      参数说明如下:

      modulePath: String,将要在子进程中运行的模块

      args: Array 字符串参数数组

      options:Object

      • cwd String 子进程的当前工作目录
      • env Object 环境变量键值对
      • execPath String 创建子进程的可执行文件
      • execArgv Array 子进程的可执行文件的字符串参数数组(默认: process.execArgv)
      • silent Boolean 如果为true,子进程的stdinstdoutstderr将会被关联至父进程,否则,它们将会从父进程中继承。(默认为:false
      • uid Number 设置用户进程的 ID
      • gid Number 设置进程组的 ID

      返回的对象除了拥有 ChildProcess 实例的所有方法,还有一个内建的通信信道。

      实例

      让我们创建两个 js 文件 support.js 和 master.js。

      support.js 文件代码

      console.log("进程 " + process.argv[2] + " 执行。" );
      

      master.js 文件代码

      const fs = require('fs');
      const child_process = require('child_process');
      
      for(var i=0; i<3; i++) {
         var worker_process = child_process.fork("support.js", [i]);
      
         worker_process.on('close', function (code) {
            console.log('子进程已退出,退出码 ' + code);
         });
      }
      

      执行以上代码,输出结果为:

      $ node master.js
      进程 0 执行。
      子进程已退出,退出码 0
      进程 1 执行。
      子进程已退出,退出码 0
      进程 2 执行。
      子进程已退出,退出码 0
      
      
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