Node.js 多进程

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。

以下对上述方法详细说明

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。

使用语法

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

• command:字符串,将要运行的命令,参数使用空格隔开
• options ：对象，属性包括：
  • 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。

示例

support.js 文件代码：

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

main.js 文件代码：

const fs = require('fs');
const child_process = require('child_process');
for(var i=0; i<3; i++) {//运行support.jsvar 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,main中代码运行support：

$ node main.js 

以下为输出结果：

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 1 执行。 stderr:
子进程已退出，退出码 0
stdout: 进程 2 执行。 stderr: 

spawn()

child_process.spawn 使用指定的命令行参数创建新进程

使用语法

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

• command:将要运行的命令
• args:Array 字符串参数数组
• options： Object对象
  • 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。

示例

support.js 文件代码：

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

main.js 文件代码：

const child_process = require("child_process");
for (var i = 0; i < 3; i++) {var workerProcess = child_process.spawn("node", ["temp1.cjs", 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,main中代码运行support：

$ node main.js 

以下为输出结果：

stdout: 进程 0 执行。子进程已退出，退出码 0
stdout: 进程 1 执行。 stdout: 进程 2 执行。 子进程已退出，退出码 0
子进程已退出，退出码 0

或者

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

以上发现多次执行main发现执行输出内容的顺序有时不同，结果不仅仅是上述两种结果，与子进程退出的速度有关

fork()

child_process.fork 是 spawn() 方法的特殊形式，用于创建进程

使用语法

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

• 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):对象
  • 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

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

示例

support.js 文件代码：

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

main.js 文件代码：

const child_process = require("child_process");
for (var i = 0; i < 3; i++) {var worker_process = child_process.fork("temp1.cjs", [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,main中代码运行support：

$ node main.js 

以下为输出结果：

进程 0 执行。
子进程已退出，退出码 0
进程 1 执行。
进程 2 执行。
子进程已退出，退出码 0
子进程已退出，退出码 0

多次执行发现同spawn的示例一样，也有多种执行结果，与子进程的退出程序有关