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Node.js 多进程

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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线程。

  • 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线程,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stdin,stdout和stderr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。

h3>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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