關於Node.js 子程序與應用的介紹

這篇文章主要介紹了淺談Node.js 子進程與應用場景，內容挺不錯的，現在分享給大家，也給大家做個參考。

背景

由於ons（阿里雲RocketMQ 套件）基於C艹封裝而來，不支援單一進程內實例化多個生產者與消費者，為了解決這個問題，使用了Node.js 子程序。

在使用的過程中碰到的坑

發布：進程管理關閉主進程後，子進程變成作業系統進程（pid 為1）

#幾個解決方案

將子進程看做獨立運行的進程，記錄pid，發佈時進程管理關閉主進程同時關閉子進程

#主程序監聽關閉事件，主動關閉從屬於自己的子程序

子程序種類

1. ##spawn：執行指令

2. exec：執行指令（新shell）

3. #execFile：執行檔

4. fork：執行文件

子程序常用事件

1. #exit

2. close

3. error

4. message

#close 與exit 是有區別的，close 是在資料流關閉時觸發的事件，exit 是在子進程退出時觸發的事件。因為多個子程序可以共享同一個資料流，所以當某個子程序 exit 時不一定會觸發 close 事件，因為這個時候還有其他子程序在使用資料流。

子程序資料流

1. stdin

2. stdout

3. stderr

因為是以主程序為出發點，所以子程序的資料流與常規理解的資料流方向相反，stdin：寫入流，stdout、stderr：讀取流。

spawn

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

#執行一條指令，透過 data 資料流傳回各種執行結果。

基礎使用

const { spawn } = require('child_process');

const child = spawn('find', [ '.', '-type', 'f' ]);
child.stdout.on('data', (data) => {
  console.log(`child stdout:\n${data}`);
});

child.stderr.on('data', (data) => {
  console.error(`child stderr:\n${data}`);
});

child.on('exit', (code, signal) => {
  console.log(`child process exit with: code $[code], signal: ${signal}`);
});

#常用參數

{
  cwd: String,
  env: Object,
  stdio: Array | String,
  detached: Boolean,
  shell: Boolean,
  uid: Number,
  gid: Number
}

重點說明下detached 屬性，detached 設定為true 是為子進程獨立運行做準備。子程序的具體行為與作業系統相關，不同系統表現不同，Windows 系統子程序會擁有自己的控制台窗口，POSIX 系統子程序會成為新程序組與會話負責人。

這個時候子進程還沒有完全獨立，子進程的運行結果會展示在主進程設定的資料流上，並且主進程退出會影響子進程運行。當 stdio 設定為 ignore 並呼叫 child.unref(); 子程序開始真正獨立運行，主程序可獨立退出。

exec

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

#執行一條指令，透過回呼參數傳回結果，指令未執行完時會快取部分結果到系統記憶體。

const { exec } = require('child_process');

exec('find . -type f | wc -l', (err, stdout, stderr) => {
  if (err) {
    console.error(`exec error: ${err}`);
    return;
  }

  console.log(`Number of files ${stdout}`);
});

兩全其美－ spawn 取代exec

由於exec 的結果是一次返回，在返回前是快取在記憶體中的，所以在執行的shell 指令輸出過大時，使用exec 執行指令的方式就無法依期望完成我們的工作，這個時候可以使用spawn 取代exec 執行shell 指令。

const { spawn } = require('child_process');

const child = spawn('find . -type f | wc -l', {
  stdio: 'inherit',
  shell: true
});

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

child.stderr.on('data', (data) => {
  console.error(`child stderr:\n${data}`);
});

child.on('exit', (code, signal) => {
  console.log(`child process exit with: code $[code], signal: ${signal}`);
});

execFile

#

child_process.execFile(file[, args][, options][, callback])

執行一個檔案

與exec 功能基本上相同，不同之處在於執行給定路徑的一個腳本文件，並且是直接創建一個新的進程，而不是創建一個shell 環境再去運行腳本，相對更輕量級更有效率。但是在 Windows 系統中如 .cmd 、 .bat 等檔案無法直接執行，這是 execFile 就無法運作，可以使用 spawn、exec 來取代。

fork

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

#執行一個Node.js 檔案

// parent.js

const { fork } = require('child_process');

const child = fork('child.js');

child.on('message', (msg) => {
  console.log('Message from child', msg);
});

child.send({ hello: 'world' });

// child.js

process.on('message', (msg) => {
  console.log('Message from parent:', msg);
});

let counter = 0;

setInterval(() => {
  process.send({ counter: counter++ });
}, 3000);

fork 實際上是spawn 的特殊形式，固定spawn Node.js 進程，並且在主子進程間建立了通訊通道，讓主子進程可以使用process 模組基於事件進行通訊。

子程序使用場景

1. 計算密集型系統

##前端建置工具利用多核心CPU平行運算，提升建置效率
流程管理工具，如：PM2 中部分功能
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