深入理解Node.js中的进程管理
前言
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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 process 对象、child_process 模块和cluster 模块,详细的 API 可以查看官方文档,下面来看看详细的介绍吧。
Process 对象
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。
常用属性
argv
process.argv
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
env
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 process.env.NODE_ENV
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
stdin/stdout
process.stdin
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);
常用方法
cwd()
process.cwd()
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 process.cwd()
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 process.cwd()
和 __dirname
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。
on()
process 对象部署了 EventEmitter 接口,可以使用 process.on()
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); }); });
exit()
process.exit()
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。
kill()
process.kill()
用来对特定 id 的进程(process.pid
)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 process.kill()
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 process.exit()
或者只是 console.log('Ignored this single')
)。
Child Process 模块
child_process 模块用于创建和控制子进程,其中最核心的是 .spawn()
,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');
exec(command[, options][, callback])
exec()
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 ls -l
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}`); })
spawn(command[, args][, options])
spawn()
用来创建一个子进程执行特定命令,与 exec()
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');
fork(modulePath[, args][, options])
fork()
用来创建一个子进程执行 node 脚本,fork('./child.js')
相当于 spawn('node', ['./child.js'])
, 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' });
Cluster 模块
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`); }
常用属性和方法
isMaster/isWorker
cluster.isMaster
用来判断当前进程是否是主进程,cluster.isWorker
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。
workers
cluster.workers
是一个包含所有 worker 进程的对象,key 为 worker.id
,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'); });
fork([env])
cluster.fork()
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
listening
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 cluster.on('listening')
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}`); });
exit
在工作进程挂掉时,会触发一个 exit 事件,这个事件可以被 cluster.on('exit')
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(); });
worker 对象
worker 对象是 cluster.fork()
的返回值,代表一个 worker 进程。
worker.id
worker.id
是当前 worker 的唯一标识,也是保存在 cluster.workers
中的 key 值。
worker.process
所有的 worker 进程都是通过 child_process.fork()
生成的,这个进程对象保存在 worker.process
中。
worker.send()
worker.send()
用在主进程给子进程发送消息,在子进程中,使用 process.on()
监听消息并使用 process.send()
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); }); }
总结
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,谢谢大家对创新互联的支持。
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