Node.js 多進(jìn)程

我們都知道 Node.js 是以單線程的模式運行的，但它使用的是事件驅(qū)動來處理并發(fā)，這樣有助于我們在多核 cpu 的系統(tǒng)上創(chuàng)建多個子進(jìn)程，從而提高性能。

每個子進(jìn)程總是帶有三個流對象：child.stdin, child.stdout 和child.stderr。他們可能會共享父進(jìn)程的 stdio 流，或者也可以是獨立的被導(dǎo)流的流對象。

Node 提供了 child_process 模塊來創(chuàng)建子進(jìn)程，方法有：

  • exec - child_process.exec 使用子進(jìn)程執(zhí)行命令，緩存子進(jìn)程的輸出，并將子進(jìn)程的輸出以回調(diào)函數(shù)參數(shù)的形式返回。

  • spawn - child_process.spawn 使用指定的命令行參數(shù)創(chuàng)建新進(jìn)程。

  • fork - child_process.fork 是 spawn()的特殊形式，用于在子進(jìn)程中運行的模塊，如 fork('./son.js') 相當(dāng)于 spawn('node', ['./son.js']) 。與spawn方法不同的是，fork會在父進(jìn)程與子進(jìn)程之間，建立一個通信管道，用于進(jìn)程之間的通信。

exec() 方法

child_process.exec 使用子進(jìn)程執(zhí)行命令，緩存子進(jìn)程的輸出，并將子進(jìn)程的輸出以回調(diào)函數(shù)參數(shù)的形式返回。

語法如下所示：

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

參數(shù)

參數(shù)說明如下：

command： 字符串， 將要運行的命令，參數(shù)使用空格隔開

options ：對象，可以是：

  • cwd ，字符串，子進(jìn)程的當(dāng)前工作目錄
  • env，對象 環(huán)境變量鍵值對
  • encoding ，字符串，字符編碼（默認(rèn)： 'utf8'）
  • shell ，字符串，將要執(zhí)行命令的 Shell（默認(rèn): 在 UNIX 中為/bin/sh， 在 Windows 中為cmd.exe， Shell 應(yīng)當(dāng)能識別 -c開關(guān)在 UNIX 中，或 /s /c 在 Windows 中。 在Windows 中，命令行解析應(yīng)當(dāng)能兼容cmd.exe）
  • timeout，數(shù)字，超時時間（默認(rèn)： 0）
  • maxBuffer，數(shù)字， 在 stdout 或 stderr 中允許存在的最大緩沖（二進(jìn)制），如果超出那么子進(jìn)程將會被殺死 （默認(rèn): 200*1024）
  • killSignal ，字符串，結(jié)束信號（默認(rèn)：'SIGTERM'）
  • uid，數(shù)字，設(shè)置用戶進(jìn)程的 ID
  • gid，數(shù)字，設(shè)置進(jìn)程組的 ID

callback ：回調(diào)函數(shù)，包含三個參數(shù)error, stdout 和 stderr。

exec() 方法返回最大的緩沖區(qū)，并等待進(jìn)程結(jié)束，一次性返回緩沖區(qū)的內(nèi)容。

實例

讓我們創(chuàng)建兩個 js 文件 support.js 和 master.js。

support.js 文件代碼：

console.log("進(jìn)程 " + process.argv[2] + " 執(zhí)行。" );

master.js 文件代碼：

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('子進(jìn)程已退出，退出碼 '+code);
   });
}

執(zhí)行以上代碼，輸出結(jié)果為：

$ node master.js 
子進(jìn)程已退出，退出碼 0
stdout: 進(jìn)程 1 執(zhí)行。

stderr: 
子進(jìn)程已退出，退出碼 0
stdout: 進(jìn)程 0 執(zhí)行。

stderr: 
子進(jìn)程已退出，退出碼 0
stdout: 進(jìn)程 2 執(zhí)行。

stderr:

spawn() 方法

child_process.spawn 使用指定的命令行參數(shù)創(chuàng)建新進(jìn)程，語法格式如下：

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

參數(shù)

參數(shù)說明如下：

command： 將要運行的命令

args： Array 字符串參數(shù)數(shù)組

options Object

  • cwd String 子進(jìn)程的當(dāng)前工作目錄
  • env Object 環(huán)境變量鍵值對
  • stdio Array|String 子進(jìn)程的 stdio 配置
  • detached Boolean 這個子進(jìn)程將會變成進(jìn)程組的領(lǐng)導(dǎo)
  • uid Number 設(shè)置用戶進(jìn)程的 ID
  • gid Number 設(shè)置進(jìn)程組的 ID

spawn() 方法返回流 (stdout & stderr)，在進(jìn)程返回大量數(shù)據(jù)時使用。進(jìn)程一旦開始執(zhí)行時 spawn() 就開始接收響應(yīng)。

實例

讓我們創(chuàng)建兩個 js 文件 support.js 和 master.js。

support.js 文件代碼：

console.log("進(jìn)程 " + process.argv[2] + " 執(zhí)行。" );

master.js 文件代碼：

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('子進(jìn)程已退出，退出碼 '+code);
   });
}

執(zhí)行以上代碼，輸出結(jié)果為：

$ node master.js stdout: 進(jìn)程 0 執(zhí)行。

子進(jìn)程已退出，退出碼 0
stdout: 進(jìn)程 1 執(zhí)行。

子進(jìn)程已退出，退出碼 0
stdout: 進(jìn)程 2 執(zhí)行。

子進(jìn)程已退出，退出碼 0

fork 方法

child_process.fork 是 spawn() 方法的特殊形式，用于創(chuàng)建進(jìn)程，語法格式如下：

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

參數(shù)

參數(shù)說明如下：

modulePath： String，將要在子進(jìn)程中運行的模塊

args： Array 字符串參數(shù)數(shù)組

options：Object

  • cwd String 子進(jìn)程的當(dāng)前工作目錄
  • env Object 環(huán)境變量鍵值對
  • execPath String 創(chuàng)建子進(jìn)程的可執(zhí)行文件
  • execArgv Array 子進(jìn)程的可執(zhí)行文件的字符串參數(shù)數(shù)組（默認(rèn)： process.execArgv）
  • silent Boolean 如果為true，子進(jìn)程的stdin，stdout和stderr將會被關(guān)聯(lián)至父進(jìn)程，否則，它們將會從父進(jìn)程中繼承。（默認(rèn)為：false）
  • uid Number 設(shè)置用戶進(jìn)程的 ID
  • gid Number 設(shè)置進(jìn)程組的 ID

返回的對象除了擁有ChildProcess實例的所有方法，還有一個內(nèi)建的通信信道。

h3>實例

讓我們創(chuàng)建兩個 js 文件 support.js 和 master.js。

support.js 文件代碼：

console.log("進(jìn)程 " + process.argv[2] + " 執(zhí)行。" );

master.js 文件代碼：

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('子進(jìn)程已退出，退出碼 ' + code);
   });
}

執(zhí)行以上代碼，輸出結(jié)果為：

$ node master.js 
進(jìn)程 0 執(zhí)行。
子進(jìn)程已退出，退出碼 0
進(jìn)程 1 執(zhí)行。
子進(jìn)程已退出，退出碼 0
進(jìn)程 2 執(zhí)行。
子進(jìn)程已退出，退出碼 0