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深入理解Node.js中的进程管理

时间：2021-12-11 17:01 编辑：来源：阅读：
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摘要：深入理解Node.js中的进程管理

[b]前言[/b] 本文主要对 Node.js 中进程管理相关的东西做一个简单介绍，包括 [url=https://nodejs.org/api/process.html]process 对象[/url]、[url=https://nodejs.org/api/child_process.html]child_process 模块[/url]和[url=https://nodejs.org/api/cluster.html]cluster 模块[/url]，详细的 API 可以查看官方文档，下面来看看详细的介绍吧。 [b]Process 对象[/b] process 是 Node.js 的一个全局对象，可以在任何地方直接使用而不需要 require 命令加载。process 对象提供了当前 node 进程的命令行参数、标准输入输出、运行环境和运行状态等信息。 [b]常用属性[/b] [b]argv[/b] [code]process.argv[/code] 属性返回一个数组，第一个元素是 node，第二个元素是脚本文件名称，其余成员是脚本文件的参数。

$ node process-2.js one two=three four

0: /usr/local/bin/node
1: /Users/mjr/work/node/process-2.js
2: one
3: two=three
4: four

[b]env[/b] process.env 返回一个对象，包含了当前 Shell 的所有环境变量，比如：

{
 TERM: 'xterm-256color',
 SHELL: '/bin/zsh',
 USER: 'huangtengfei',
 PATH: '~/.bin/:/usr/bin:/bin:/usr/sbin:/sbin:/usr/local/bin',
 PWD: '/Users/huangtengfei',
 HOME: '/Users/huangtengfei'
}

这个属性通常的使用场景是，新建一个 NODE_ENV 变量，用来确定当前所处的开发阶段，生成阶段设为 production，开发阶段设为 develop ，然后在脚本中读取 [code]process.env.NODE_ENV [/code]再做相应处理即可。运行脚本时可以这样改变环境变量：

$ export NODE_ENV=production && node app.js
# 或者
$ NODE_ENV=production node app.js

[b]stdin/stdout[/b] [code]process.stdin[/code] 指向标准输入（键盘到缓冲区里的东西），返回一个可读的流：

process.stdin.setEncoding('utf8');

process.stdin.on('readable', () => {
 var chunk = process.stdin.read();
 if (chunk !== null) {
 process.stdout.write(`data: ${chunk}`);
 }
});

process.stdin.on('end', () => {
 process.stdout.write('end');
});

process.stdout 指向标准输出（向用户显示内容），返回一个可写的流：

const fs = require('fs');

fs.createReadStream('wow.txt')
 .pipe(process.stdout);

[b]常用方法[/b] [b]cwd()[/b] [code]process.cwd() [/code]返回运行 Node 的工作目录（绝对路径），比如在目录 /Users/huangtengfei/abc 下执行 node server.js，那么 [code]process.cwd() [/code]返回的就是 /Users/huangtengfei/abc。另一个常用的获取路径的方法是 __dirname，它返回的是执行文件时该文件在文件系统中所在的目录。注意[code] process.cwd() [/code]和 [code]__dirname[/code] 的不同，前者是进程发起时的位置，后者是脚本的位置，两者可能不一致。 [b]on()[/b] process 对象部署了 EventEmitter 接口，可以使用 [code]process.on() [/code]方法监听各种事件，并指定回调函数。比如监听到系统发出进程终止信号时关闭服务器然后退出进程：

process.on('SIGTERM', function () {
 server.close(function () {
 process.exit(0);
 });
});

[b]exit()[/b] [code]process.exit()[/code] 会让 Node 立即终止当前进程（同步），参数为一个退出状态码，0 表示成功，大于 0 的任意整数表示失败。 [b]kill()[/b] [code]process.kill() [/code]用来对特定 id 的进程（[code]process.pid[/code]）发送信号，默认为 SIGINT 信号。比如杀死当前进程：

process.kill(process.pid, 'SIGTERM');

虽然名字叫 kill ，但其实 [code]process.kill() [/code]只是负责发送信号，具体发送完信号之后这个怎么处理这个指定进程，取决于信号种类和接收到这个信号之后做了什么操作（比如[code] process.exit() [/code]或者只是[code] console.log('Ignored this single')[/code]）。 [b]Child Process 模块[/b] child_process 模块用于创建和控制子进程，其中最核心的是[code] .spawn() [/code]，其他 API 算是针对特定场景对它的封装。使用前要先 require 进来：

const cp = require('child_process');

[b]exec(command[, options][, callback])[/b] [code]exec()[/code] 方法用于执行 shell 命令，它的第一个参数是字符串形式的命令，第二个参数（可选）用来指定子进程运行时的定制化操作，第三个参数（可选）用来设置执行完命令的回调函数。比如在一个特定目录 /Users/huangtengfei/abc 下执行[code] ls -l[/code] 命令：

cp.exec('ls -l', {
 cwd: '/Users/huangtengfei/abc'
}, (error, stdout, stderr) => {
 if (error) {
 console.error(`exec error: ${error}`);
 return;
 }
 console.log(`stdout: ${stdout}`);
 console.log(`stderr: ${stderr}`);
})

[b]spawn(command[, args][, options])[/b] [code]spawn()[/code] 用来创建一个子进程执行特定命令，与 [code]exec() [/code]的区别是它没有回调函数，只能通过监听事件来获取运行结果，它适用于子进程长时间运行的情况，可以实时输出结果。

const ls = cp.spawn('ls', ['-l']);

ls.stdout.on('data', (data) => {
 console.log(`stdout: ${data}`);
});

ls.stderr.on('data', (data) => {
 console.log(`stderr: ${data}`);
});

ls.on('close', (code) => {
 console.log(`child process exited with code $[code]`);
});

使用 spawn 可以实现一个简单的守护进程，在工作进程不正常退出时重启工作进程：

/* daemon.js */
function spawn(mainModule) {
 const worker = cp.spawn('node', [ mainModule ]);

 worker.on('exit', function (code) {
  if (code !== 0) {
   spawn(mainModule);
  }
 });
}

spawn('worker.js');

[b]fork(modulePath[, args][, options])[/b] [code]fork()[/code] 用来创建一个子进程执行 node 脚本，[code]fork('./child.js') [/code]相当于 [code]spawn('node', ['./child.js']) [/code]，区别在于 fork 会在父子进程之间建立一个通信管道（fork() 的返回值），用于进程间通信。对该通信管道对象可以监听 message 事件，用来获取子进程返回的信息，也可以向子进程发送信息。

/* main.js */
const proc = cp.fork('./child.js');
proc.on('message', function(msg) {
 console.log(`parent got message: ${msg}`);
});
proc.send({ hello: 'world' });

/* child.js */
process.on('message', function(msg) {
 console.log(`child got message: ${msg}`);
});
process.send({ foo: 'bar' });

[b]Cluster 模块[/b] Node.js 默认单进程执行，但这样就无法利用多核计算机的资源，cluster 模块的出现就是为了解决这个问题的。在开发服务器程序时，可以通过 cluster 创建一个主进程和多个 worker 进程，让每个 worker 进程运行在一个核上，统一通过主进程监听端口和分发请求。

const cluster = require('cluster');
const http = require('http');
const numCPUs = require('os').cpus().length;

if (cluster.isMaster) {
 console.log(`Master ${process.pid} is running`);

 // Fork workers.
 for (let i = 0; i < numCPUs; i++) {
 cluster.fork();
 }

 cluster.on('exit', (worker, code, signal) => {
 console.log(`worker ${worker.process.pid} died`);
 });
} else {
 // Workers can share any TCP connection
 // In this case it is an HTTP server
 http.createServer((req, res) => {
 res.writeHead(200);
 res.end('hello world\n');
 }).listen(8000);

 console.log(`Worker ${process.pid} started`);
}

[b]常用属性和方法[/b] [b]isMaster/isWorker[/b] [code]cluster.isMaster [/code]用来判断当前进程是否是主进程，[code]cluster.isWorker[/code] 用来判断当前进程是否是工作进程，两者返回的都是布尔值。 [b]workers[/b] [code]cluster.workers[/code] 是一个包含所有 worker 进程的对象，key 为 [code]worker.id[/code]，value 为 worker 进程对象。

// 遍历所有 workers
function eachWorker(callback) {
 for (const id in cluster.workers) {
 callback(cluster.workers[id]);
 }
}
eachWorker((worker) => {
 worker.send('big announcement to all workers');
});

[b]fork([env])[/b] [code]cluster.fork()[/code] 方法用来新建一个 worker 进程，默认上下文复制主进程，只有主进程可调用。常用事件 [b]listening[/b] 在工作进程调用 listen 方法后，会触发一个 listening 事件，这个事件可以被 [code]cluster.on('listening')[/code] 监听。比如每当一个 worker 进程连进来时，输出一条 log 信息：

cluster.on('listening', (worker, address) => {
 console.log(
 `A worker is now connected to ${address.address}:${address.port}`);
});

[b]exit[/b] 在工作进程挂掉时，会触发一个 exit 事件，这个事件可以被 [code]cluster.on('exit') [/code]监听。比如自动重启 worker：

cluster.on('exit', (worker, code, signal) => {
 console.log('worker %d died (%s). restarting...',
 worker.process.pid, signal || code);
 cluster.fork();
});

[b]worker 对象[/b] worker 对象是 [code]cluster.fork() [/code]的返回值，代表一个 worker 进程。 [b]worker.id[/b] [code]worker.id [/code]是当前 worker 的唯一标识，也是保存在[code] cluster.workers [/code]中的 key 值。 [b]worker.process[/b] 所有的 worker 进程都是通过 [code]child_process.fork()[/code] 生成的，这个进程对象保存在 [code]worker.process[/code] 中。 [b]worker.send()[/b] [code]worker.send() [/code]用在主进程给子进程发送消息，在子进程中，使用 [code]process.on() [/code]监听消息并使用 [code]process.send() [/code]发送消息。

if (cluster.isMaster) {
 const worker = cluster.fork();
 worker.send('hi there');
} else if (cluster.isWorker) {
 process.on('message', (msg) => {
 process.send(msg);
 });
}

[b]总结[/b] 以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对编程素材网的支持。

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