17、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:

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

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。

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//support.js 文件代码:
console.log("进程 " + process.argv[2] + " 执行。" );

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//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,结果如下所示:

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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:

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

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。

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//support.js 文件代码:
console.log("进程 " + process.argv[2] + " 执行。" );

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//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 (data){
console.log('子进程已退出,退出码' + code);
});
};

//执行以上代码,输出结果为:

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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:

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

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。

实例

让我们创建两个 js 文件 support.js 和 master.js。

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//support.js文件,代码如下:
console.log("进程" + process.argv[2] + "执行。");

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//master.js文件,代码如下:
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:

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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