Node.js进程管理之子进程实例分析

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一、理论

Node.js是单线程的,对于现在普遍是多处理器的机器是一种浪费,怎么能利用起来呢？于是child_process模块出现了。child_process模块可以在其他进程上产生、派生，并执行工作。

child_process模块提供了一个ChildProcess的新类，它可以作为从父进程访问子进程的表示形式。Process模块也是ChildProcess对象。当你从父模块访问process时，它是父ChildProcess对象，当你从子进程访问Process是，它是ChildProcess对象

了解一个对象无外乎事件、方法、属性。ChildProcess也是一样。下面列出一些常用的事件、方法和属性。

事件:

message:当ChildProcess对象调用send()方法来发送数据时触发。

error:在工作进程中出现错误时发出。该处理程序接收一个错误对象作为唯一的参数。

exit:当工作进程结束时发出。该处理程序接收两个参数,code,signal.

close:当工作进程的所有stdio流都已经终止的时候发出。与exit不同的是，因为多个进程可以共享相同的stdio流。

disconnect:当disconnect()在一个工作进程上被调用时发出。

方法:

kill([signal]):导致操作系统发送一个kill信号给子进程。默认是SIGTERM.

send(message,[sendHandle]):将消息发送到句柄。消息可是字符串或对象。sendhandle可以把tcp Server或Socket对象发送到客户端。这允许客户端进程共享相同的端口和地址。

disconnect():关闭父进程与子进程之间的进程通信(或IPC)通道,并把父进程和子进程的连接标志都设置为false。

属性:

stdin:输入Writable流。

stdout:标准输出Readable流。

strerr:用于输出错误的标准输出Readable流。

pid:进程的ID。

connected:一个布尔值。在disconnect()被调用后，它被设置为false，当是false时，就不能将消息发送给子进程。

二、实践

1.exec()在另一进程执行一个系统命令

exec()函数在一个子shell中执行系统命令。几乎可以执行能从控制台提示符下执行的任何东西，如二进制可执行文件、shell脚本、python脚本或批处理文件。

exec(command,[options],callback)函数返回一个ChildProcess对象

command:字符串，指定在子shell中执行的命令。

options:对象，指定执行命令时使用的设置。选项如下：

• cwd:指定子进程执行的当前工作目录

• env:一个对象，指定property:value作为环境的键/值对

• encoding:指定存储命令的输出时输出缓冲区使用的编码

• maxBuffer:指定stdout、stderror输出缓冲区的大小。默认200*1024.

• timeout:指定父进程在杀掉子进程之前，如果子进程未完成等待的毫秒数。默认0

• killSignal:指定终止子进程时使用的kill信号。默认SIGTERM。

callback:接收error、stdout、stderr3个参数。

var childProcess = require('child_process');var options = {maxBuffer:100*1024, encoding:'utf8', timeout:5000};var child = childProcess.exec('dir /B', options,                               function (error, stdout, stderr) {  if (error) {    console.log(error.stack);    console.log('Error Code: '+error.code);    console.log('Error Signal: '+error.signal);  }  console.log('Results: \n' + stdout);  if (stderr.length){    console.log('Errors: ' + stderr);  }});child.on('exit', function (code) {  console.log('Completed with code: '+code);});

输出结果：

"C:\Program Files (x86)\JetBrains\WEBStORM 11.0.3\bin\runnerw.exe" F:\nodejs\node.exe child_process_exec.jsCompleted with code: 0Results: chef.jschild_fork.jschild_process_exec.jschild_process_exec_file.jschild_process_spawn.jscluster_client.jscluster_server.jscluster_worker.jsfile.txtprocess_info.jsProcess finished with exit code 0

2.execFile()在另一个进程上执行一个可执行文件

它与exec()相似,不同的是execFile()没有使用子shell,执行的命令必须是一个二进制可执行文件linux的shell脚本和windows的批处理文件不能使用ecexFile().

execFile(file,args,options,callback)也是返回一个ChildProcess。

file:字符串，执行要执行的可执行文件的路径。

args:数组,指定传递给可执行文件的命令行参数。

options:参考exec()的。

callback:参考exec().

var childProcess = require('child_process');var options = {maxBuffer:100*1024, encoding:'UTF-16', timeout:5000};var child = childProcess.execFile('ping.exe', ['-n', '1', 'baidu.com'],                                  options, function (error, stdout, stderr) {  if (error) {    console.log(error.stack);    console.log('Error Code: '+error.code);    console.log('Error Signal: '+error.signal);  }  console.log('Results: \n' + stdout.toString());  if (stderr.length){    console.log('Errors: ' + stderr.toString());  }});child.on('exit', function (code) {  console.log('Child completed with code: '+code);});

3.spawn()在另一个Node.js实例中产生一个进程

spawn(cmd,[args],[options])函数产生一个进程，连接它们之间的stdio、stdout、stderr的管道,然后在新的线程中使用spawn()执行文件。它和上面两个的主要区别是产生的进程中的stdin可以进行配置，并且stdout、stderr都是父进程中的Readable流。这意味着exec()、execFile()必须先执行完成，才能读取缓冲区输出，但一旦一个spawn()进程的输出数据已被写入就可以读取它(这个可以从它们3个的输出结果的顺序可以看出,上面两个都是先执行exit事件，而spawn()exit处理是在后面)。

cmd、args和上面两个的一样。options也可以设置cwd、env，还可以设置detached、stdio。

detached：布尔值，true时使子进程成为新进程组的组长，即使父进程退出，也会继续，可以使用child_unref()使得父进程退出之前不等待子进程

stdio:定义子进程stdio配置([stdin,stdout,stderr]).默认[0,1,2].此字符串定义每个输入输出流的配置。

var spawn = require('child_process').spawn;var options = {    env: {user:'brad'},    detached:false,    stdio: ['pipe','pipe','pipe']};var child = spawn('netstat', ['-e']);child.stdout.on('data', function(data) {  console.log(data.toString());});child.stderr.on('data', function(data) {  console.log(data.toString());});child.on('exit', function(code) {  console.log('Child exited with code', code);});

4.实现子派生

Node.js提供了另外一种进程产生方式——派生。它主要是执行在一个单独的处理器上运行另外一个V8引擎实例中的Node.js模块代码。可以用派生来并行运行多个服务。不过这需要时间来运转V8的一个新实例，每个实例需要大约10M的内存,所以应该把派生的进程设计为存活期更长的，不需要大量派生的进程。与spawn不同的是，它不能为子进程配置stdio。可以使用ChildProcess对象中的send()机制在父进程与子进程间通信。

fork(modulePath,[args],[options])对象也是返回一个ChildProcess对象。

modulePath：字符串，指定被新的Node.js实例启动的javascript文件路径。

args:数组，指定传递给node命令的命令行参数。

options：参数对象，指定执行命令时使用的设置。

cwd、env上面有。

encoding:指定数据写入输出流时和穿越send()IPC机制时使用的编码

execPath:指定用于创建产生Node.js进程的可执行文件。

silent:一个布尔值，true时将导致派生的进程中的stdout和stderr不与父进程相关联，默认false。

Child.send()父进程向子进程发送消息，Process.send()是子进程向父进程发送消息。

var child_process = require('child_process');var options = {    env:{user:'Brad'},    encoding:'utf8'};function makeChild(){  var child = child_process.fork('chef.js', [], options);  child.on('message', function(message) {    console.log('Served: ' + message);  });  return child;}function sendCommand(child, command){  console.log("Requesting: " + command);  child.send({cmd:command});}var child1 = makeChild();var child2 = makeChild();var child3 = makeChild();sendCommand(child1, "makeBreakfast");sendCommand(child2, "makeLunch");sendCommand(child3, "makeDinner");

process.on('message', function(message, parent) {  var meal = {};  switch (message.cmd){    case 'makeBreakfast':      meal = ["ham", "eggs", "toast"];      break;    case 'makeLunch':      meal = ["burger", "fries", "shake"];      break;    case 'makeDinner':      meal = ["soup", "salad", "steak"];      break;  }  process.send(meal);});

输出结果：

"C:\Program Files (x86)\JetBrains\WebStorm 11.0.3\bin\runnerw.exe" F:\nodejs\node.exe child_fork.jsRequesting: makeBreakfastRequesting: makeLunchRequesting: makeDinnerServed: ham,eggs,toastServed: burger,fries,shakeServed: soup,salad,steak

上面的代码是在主进程中创建3个子进程，父进程给子进程发消息，子进程接收并给父进程发消息。

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