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：

  1. 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：

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

master.js文件代码：

  1. const fs = require('fs');
  2. const child_process = require('child_process');
  3.  
  4. for(var i=0; i<3; i++) {
  5.    var workerProcess = child_process.exec('node support.js '+i,
  6.       function (error, stdout, stderr) {
  7.          if (error) {
  8.             console.log(error.stack);
  9.             console.log('Error code: '+error.code);
  10.             console.log('Signal received: '+error.signal);
  11.          }
  12.          console.log('stdout: ' + stdout);
  13.          console.log('stderr: ' + stderr);
  14.       });
  15.  
  16.       workerProcess.on('exit', function (code) {
  17.       console.log('子进程已退出，退出码 '+code);
  18.    });
  19. }

执行以上代码，输出结果为：

  1. $ node master.js 
  2. 子进程已退出，退出码 0
  3. stdout: 进程 1 执行。
  4.  
  5. stderr: 
  6. 子进程已退出，退出码 0
  7. stdout: 进程 0 执行。
  8.  
  9. stderr: 
  10. 子进程已退出，退出码 0
  11. stdout: 进程 2 执行。
  12.  
  13. 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：

  1. 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：

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

master.js文件代码：

  1. const fs = require('fs');
  2. const child_process = require('child_process');
  3.  
  4. for(var i=0; i<3; i++) {
  5.    var workerProcess = child_process.spawn('node', ['support.js', i]);
  6.  
  7.    workerProcess.stdout.on('data', function (data) {
  8.       console.log('stdout: ' + data);
  9.    });
  10.  
  11.    workerProcess.stderr.on('data', function (data) {
  12.       console.log('stderr: ' + data);
  13.    });
  14.  
  15.    workerProcess.on('close', function (code) {
  16.       console.log('子进程已退出，退出码 '+code);
  17.    });
  18. }

执行以上代码，输出结果为：

  1. $ node master.js stdout: 进程 0 执行。
  2.  
  3. 子进程已退出，退出码 0
  4. stdout: 进程 1 执行。
  5.  
  6. 子进程已退出，退出码 0
  7. stdout: 进程 2 执行。
  8.  
  9. 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：

  1. 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。

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：

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

master.js文件代码如下所示：

  1. const fs = require('fs');
  2. const child_process = require('child_process');
  3.  
  4. for(var i=0; i<3; i++) {
  5.    var worker_process = child_process.fork("support.js", [i]);    
  6.  
  7.    worker_process.on('close', function (code) {
  8.       console.log('子进程已退出，退出码 ' + code);
  9.    });
  10. }

执行以上代码，输出结果为：

  1. $ node master.js 
  2. 进程 0 执行。
  3. 子进程已退出，退出码 0
  4. 进程 1 执行。
  5. 子进程已退出，退出码 0
  6. 进程 2 执行。
  7. 子进程已退出，退出码 0