Node.js 多進程


我們都知道Node.js 是以單執行緒的模式運行的，但它使用的是事件驅動來處理並發，這有助於我們在多核心cpu 的系統上建立多個子進程，從而提高性能。

每個子程序總是帶有三個流物件：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物件。

Node 提供了child_process 模組來建立子進程，方法有：

  • exec - child_process.exec 使用子進程執行指令，快取子進程的輸出，並將子進程的輸出以回呼函數參數的形式傳回。

  • spawn - child_process.spawn 使用指定的命令列參數建立新進程。

  • fork - child_process.fork 是spawn()的特殊形式，用於在子進程中運行的模組，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，建立一個通訊管道，用於進程之間的通訊。

exec() 方法

child_process.exec 使用子程序執行指令，快取子程序的輸出，並將子程序的輸出以回呼函數參數的形式回傳。

語法如下所示：

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

參數

參數說明如下：

command： 字串， 將要執行的指令，參數使用空格隔開

options ：對象，可以是：

  • cwd  ，字串，子行程的目前工作目錄

  • env，物件環境變數鍵值對

  • encoding ，字串，字元編碼（預設： 'utf8'）

  • shell ，字串，將要執行指令的Shell（預設: 在UNIX 中為/bin/sh， 在Windows 中為cmd.exe， Shell 應當能辨識-c開關在UNIX 中，或/s /c 在Windows 中。

    #timeout，數字，超時時間（預設： 0）

  • maxBuffer，數字， 在stdout 或stderr 中允許存在的最大緩衝（二進位） ，如果超出那麼子程序將會被殺死（預設: 200*1024）

  • #killSignal ，字串，結束訊號（預設：'SIGTERM'）

  • uid，數字，設定使用者行程的ID

  • gid，數字，設定行程群組的ID

    • callback ：
回呼函數，包含三個參數error, stdout 和stderr。

exec() 方法傳回最大的緩衝區，並等待進程結束，一次傳回緩衝區的內容。

實例

讓我們建立兩個 js 檔案 support.js 和 master.js。

support.js 檔案程式碼：

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

master.js 檔案程式碼：

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('子进程已退出，退出码 '+code);
   });
}

執行以上程式碼，輸出結果為：

$ node master.js 
子进程已退出，退出码 0
stdout: 进程 1 执行。

stderr: 
子进程已退出，退出码 0
stdout: 进程 0 执行。

stderr: 
子进程已退出，退出码 0
stdout: 进程 2 执行。

stderr:

spawn() 方法

child_process.spawn 使用指定的命令列參數建立新進程，語法格式如下：

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

參數

#參數說明如下：

command： 將要執行的命令

#args： Array 字串參數陣列

##options Object

  • cwd String 子程序的目前工作目錄

  • #env Object 環境變數鍵值對

  • stdio Array|String 子程序的stdio 配置

  • detached Boolean 這個子程序將會變成進程組的領導者

  • uid Number 設定使用者程序的ID

  • gid Number 設定進程組的ID

spawn() 方法回傳流(stdout & stderr)，在進程返回大量資料時使用。一旦進程開始執行時 spawn() 就開始接收回應。

實例

讓我們建立兩個 js 檔案 support.js 和 master.js。

support.js 檔案程式碼：

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

master.js 檔案程式碼：

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('子进程已退出，退出码 '+code);
   });
}

執行以上程式碼，輸出結果為：

$ node master.js stdout: 进程 0 执行。

子进程已退出，退出码 0
stdout: 进程 1 执行。

子进程已退出，退出码 0
stdout: 进程 2 执行。

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，用於建立進程，語法格式如下：

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

參數

參數說明如下：

modulePath： String，將要在子進程中執行的模組

args： Array 字串參數陣列

options ：Object

  • cwd String 子程序的目前工作目錄

  • env Object 環境變數鍵值對

  • #execPath String 建立子進程的可執行檔

  • execArgv Array 子進程的可執行檔的字串參數陣列（預設：process.execArgv）

  • silent Boolean 如果為

    true，子進程的stdin，stdout和stderr將會被關聯至父進程，否則，它們將會從父進程中繼承。 （預設為：false）

  • uid Number 設定使用者程序的ID

  • gid Number 設定進程組的ID

傳回的物件除了擁有ChildProcess實例的所有方法，還有一個內建的通訊頻道。

h3>實例

讓我們建立兩個 js 檔案 support.js 和 master.js。

support.js 檔案程式碼：

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

master.js 檔案程式碼：

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('子进程已退出，退出码 ' + code);
   });
}

執行以上程式碼，輸出結果為：

$ node master.js 
进程 0 执行。
子进程已退出，退出码 0
进程 1 执行。
子进程已退出，退出码 0
进程 2 执行。
子进程已退出，退出码 0

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