Node.js 多進程

我們都知道 Node.js 是以單線程的模式運行的,但它使用的是事件驅動來處理並發,這樣有助於我們在多核 cpu 的係統上創建多個子進程,從而提高性能。

每個子進程總是帶有三個流對象:child.stdin, child.stdout 和child.stderr。他們可能會共享父進程的 stdio 流,或者也可以是獨立的被導流的流對象。

Node 提供了 child_process 模塊來創建子進程,方法有:

  • exec - child_process.exec 使用子進程執行命令,緩存子進程的輸出,並將子進程的輸出以回調函數參數的形式返回。

  • spawn - child_process.spawn 使用指定的命令行參數創建新進程。

  • fork - child_process.fork 是 spawn()的特殊形式,用於在子進程中運行的模塊,如 fork('./son.js') 相當於 spawn('node', ['./son.js']) 。與spawn方法不同的是,fork會在父進程與子進程之間,建立一個通信管道,用於進程之間的通信。


exec() 方法

child_process.exec 使用子進程執行命令,緩存子進程的輸出,並將子進程的輸出以回調函數參數的形式返回。

語法如下所示:

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

參數

參數說明如下:

command: 字符串, 將要運行的命令,參數使用空格隔開

options :對象,可以是:

  • cwd ,字符串,子進程的當前工作目錄
  • env,對象 環境變量鍵值對
  • encoding ,字符串,字符編碼(默認: 'utf8')
  • shell ,字符串,將要執行命令的 Shell(默認: 在 UNIX 中為/bin/sh, 在 Windows 中為cmd.exe, Shell 應當能識別 -c開關在 UNIX 中,或 /s /c 在 Windows 中。 在Windows 中,命令行解析應當能兼容cmd.exe
  • timeout,數字,超時時間(默認: 0)
  • maxBuffer,數字, 在 stdout 或 stderr 中允許存在的最大緩衝(二進製),如果超出那麼子進程將會被殺死 (默認: 200*1024)
  • killSignal ,字符串,結束信號(默認:'SIGTERM')
  • uid,數字,設置用戶進程的 ID
  • gid,數字,設置進程組的 ID

callback :回調函數,包含三個參數error, stdout 和 stderr。

exec() 方法返回最大的緩衝區,並等待進程結束,一次性返回緩衝區的內容。

實例

讓我們創建兩個 js 文件 support.js 和 master.js。

support.js 文件代碼:

console.log("進程 " + process.argv[2] + " 執行。" );

master.js 文件代碼:

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('子進程已退出,退出碼 '+code); }); }

執行以上代碼,輸出結果為:

$ node master.js 
子進程已退出,退出碼 0
stdout: 進程 1 執行。

stderr: 
子進程已退出,退出碼 0
stdout: 進程 0 執行。

stderr: 
子進程已退出,退出碼 0
stdout: 進程 2 執行。

stderr: 

spawn() 方法

child_process.spawn 使用指定的命令行參數創建新進程,語法格式如下:

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

參數

參數說明如下:

command: 將要運行的命令

args: Array 字符串參數數組

options Object

  • cwd String 子進程的當前工作目錄
  • env Object 環境變量鍵值對
  • stdio Array|String 子進程的 stdio 配置
  • detached Boolean 這個子進程將會變成進程組的領導
  • uid Number 設置用戶進程的 ID
  • gid Number 設置進程組的 ID

spawn() 方法返回流 (stdout & stderr),在進程返回大量數據時使用。進程一旦開始執行時 spawn() 就開始接收響應。

實例

讓我們創建兩個 js 文件 support.js 和 master.js。

support.js 文件代碼:

console.log("進程 " + process.argv[2] + " 執行。" );

master.js 文件代碼:

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 (code) { console.log('子進程已退出,退出碼 '+code); }); }

執行以上代碼,輸出結果為:

$ node master.js stdout: 進程 0 執行。

子進程已退出,退出碼 0
stdout: 進程 1 執行。

子進程已退出,退出碼 0
stdout: 進程 2 執行。

子進程已退出,退出碼 0

fork 方法

child_process.fork 是 spawn() 方法的特殊形式,用於創建進程,語法格式如下:

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

參數

參數說明如下:

modulePath: String,將要在子進程中運行的模塊

args: Array 字符串參數數組

options:Object

  • cwd String 子進程的當前工作目錄
  • env Object 環境變量鍵值對
  • execPath String 創建子進程的可執行文件
  • execArgv Array 子進程的可執行文件的字符串參數數組(默認: process.execArgv)
  • silent Boolean 如果為true,子進程的stdinstdoutstderr將會被關聯至父進程,否則,它們將會從父進程中繼承。(默認為:false
  • uid Number 設置用戶進程的 ID
  • gid Number 設置進程組的 ID

返回的對象除了擁有ChildProcess實例的所有方法,還有一個內建的通信信道。

實例

讓我們創建兩個 js 文件 support.js 和 master.js。

support.js 文件代碼:

console.log("進程 " + process.argv[2] + " 執行。" );

master.js 文件代碼:

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('子進程已退出,退出碼 ' + code); }); }

執行以上代碼,輸出結果為:

$ node master.js 
進程 0 執行。
子進程已退出,退出碼 0
進程 1 執行。
子進程已退出,退出碼 0
進程 2 執行。
子進程已退出,退出碼 0