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多进程

Node.js 多进程

Node.js本身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。进程开始执行spawn()时就开始接收响应。

实例

在这个实例中我们创建两个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文件代码如下所示:

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

master.js文件代码如下所示:

`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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