Node.js進(jìn)程退出的原理是什么

今天小編給大家分享一下Node.js進(jìn)程退出的原理是什么的相關(guān)知識點(diǎn)，內(nèi)容詳細(xì)，邏輯清晰，相信大部分人都還太了解這方面的知識，所以分享這篇文章給大家參考一下，希望大家閱讀完這篇文章后有所收獲，下面我們一起來了解一下吧。

原理

一個進(jìn)程要退出，無非就是兩種情況，一是進(jìn)程自己主動退出，另外就是收到系統(tǒng)信號，要求進(jìn)程退出。

系統(tǒng)信號通知退出

在 Node.js 官方文檔 中列出了常見的系統(tǒng)信號，我們主要關(guān)注幾個：

• SIGHUP：不通過 ctrl+c 停止進(jìn)程，而是直接關(guān)閉命令行終端，會觸發(fā)該信號

• SIGINT：按下 ctrl+c 停止進(jìn)程時觸發(fā)；pm2 重啟或者停止子進(jìn)程時，也會向子進(jìn)程發(fā)送該信號

• SIGTERM：一般用于通知進(jìn)程優(yōu)雅退出，如 k8s 刪除 pod 時，就會向 pod 發(fā)送 SIGTERM 信號，pod 可以在超時時間內(nèi)（默認(rèn) 30s）做一些退出清理動作

• SIGBREAK：在 window 系統(tǒng)上，按下 ctrl+break 會觸發(fā)該信號

• SIGKILL：強(qiáng)制退出進(jìn)程，進(jìn)程無法做任何清理動作，執(zhí)行命令 kill -9 pid，進(jìn)程會收到該信號。k8s 刪除 pod 時，如果超過 30s，pod 還沒退出，k8s 會向 pod 發(fā)送 SIGKILL 信號，立即退出 pod 進(jìn)程；pm2 在重啟或者停止進(jìn)程時，如果超過 1.6s，進(jìn)程還沒退出，也會發(fā)送 SIGKILL 信號

在收到非強(qiáng)制退出信號時，Node.js 進(jìn)程可以監(jiān)聽退出信號，做一些自定義的退出邏輯。比如我們寫了一個 cli 工具，需要比較長的時間執(zhí)行任務(wù)，如果用戶在任務(wù)執(zhí)行完成前想要通過 ctrl+c 退出進(jìn)程時，可以提示用戶再等等：

const readline = require('readline');

process.on('SIGINT', () => {
  // 我們通過 readline 來簡單地實(shí)現(xiàn)命令行里面的交互
  const rl = readline.createInterface({
    input: process.stdin,
    output: process.stdout
  });
  rl.question('任務(wù)還沒執(zhí)行完，確定要退出嗎？', answer => {
    if (answer === 'yes') {
      console.log('任務(wù)執(zhí)行中斷，退出進(jìn)程');
      process.exit(0);
    } else {
      console.log('任務(wù)繼續(xù)執(zhí)行...');
    }
    rl.close();
  });
});

// 模擬一個需要執(zhí)行 1 分鐘的任務(wù)
const longTimeTask = () => {
  console.log('task start...');
  setTimeout(() => {
    console.log('task end');
  }, 1000 * 60);
};

longTimeTask();

實(shí)現(xiàn)效果如下，每次按下 ctrl + c 都會提示用戶：

進(jìn)程主動退出

Node.js 進(jìn)程主動退出，主要包含下面幾種情況：

• 代碼執(zhí)行過程中觸發(fā)了未捕獲的錯誤，可以通過 process.on('uncaughtException') 監(jiān)聽這種情況

• 代碼執(zhí)行過程中觸發(fā)了未處理的 promise rejection（Node.js v16 開始會導(dǎo)致進(jìn)程退出），可以通過 process.on('unhandledRejection') 監(jiān)聽這種情況

• EventEmitter 觸發(fā)了未監(jiān)聽的 error 事件

• 代碼中主動調(diào)用 process.exit 函數(shù)退出進(jìn)程，可以通過 process.on('exit') 監(jiān)聽

• Node.js 的事件隊列為空，可簡單認(rèn)為沒有需要執(zhí)行的代碼了，可以通過 process.on('exit') 監(jiān)聽

我們知道 pm2 有守護(hù)進(jìn)程的效果，在你的進(jìn)程發(fā)生錯誤退出時，pm2 會重啟你的進(jìn)程，我們也在 Node.js 的 cluster 模式下，實(shí)現(xiàn)一個守護(hù)子進(jìn)程的效果（實(shí)際上 pm2 也是類似的邏輯）：

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

// 主進(jìn)程代碼
if (cluster.isMaster) {
  console.log(`啟動主進(jìn)程: ${process.pid}`);
  // 根據(jù) cpu 核數(shù)，創(chuàng)建工作進(jìn)程
  for (let i = 0; i < numCPUs; i++) {
    cluster.fork();
  }
  // 監(jiān)聽工作進(jìn)程退出事件
  cluster.on('exit', (worker, code, signal) => {
    console.log(`工作進(jìn)程 ${worker.process.pid} 退出，錯誤碼: ${code || signal}, 重啟中...`);
    // 重啟子進(jìn)程
    cluster.fork();
  });
}

// 工作進(jìn)程代碼
if (cluster.isWorker) {
  // 監(jiān)聽未捕獲錯誤事件
  process.on('uncaughtException', error => {
    console.log(`工作進(jìn)程 ${process.pid} 發(fā)生錯誤`, error);
    process.emit('disconnect');
    process.exit(1);
  });
  // 創(chuàng)建 web server
  // 各個工作進(jìn)程都會監(jiān)聽端口 8000（Node.js 內(nèi)部會做處理，不會導(dǎo)致端口沖突）
  http.createServer((req, res) => {
    res.writeHead(200);
    res.end('hello world\n');
  }).listen(8000);
  console.log(`啟動工作進(jìn)程: ${process.pid}`);
}

應(yīng)用實(shí)踐

上面分析了 Node.js 進(jìn)程退出的各種情況，現(xiàn)在我們來做一個監(jiān)聽進(jìn)程退出的工具，在 Node.js 進(jìn)程退出時，允許使用方執(zhí)行自己的退出邏輯：

// exit-hook.js
// 保存需要執(zhí)行的退出任務(wù)
const tasks = [];
// 添加退出任務(wù)
const addExitTask = fn => tasks.push(fn);
const handleExit = (code, error) => {  
  // ...handleExit 的實(shí)現(xiàn)見下面
};
// 監(jiān)聽各種退出事件
process.on('exit', code => handleExit(code));
// 按照 POSIX 的規(guī)范，我們用 128 + 信號編號 得到最終的退出碼
// 信號編號參考下面的圖片，大家可以在 linux 系統(tǒng)下執(zhí)行 kill -l 查看所有的信號編號
process.on('SIGHUP', () => handleExit(128 + 1));
process.on('SIGINT', () => handleExit(128 + 2));
process.on('SIGTERM', () => handleExit(128 + 15));
// windows 下按下 ctrl+break 的退出信號
process.on('SIGBREAK', () => handleExit(128 + 21));
// 退出碼 1 代表未捕獲的錯誤導(dǎo)致進(jìn)程退出
process.on('uncaughtException', error => handleExit(1, error));
process.on('unhandledRejection', error => handleExit(1, error));

信號編號：

接下來我們要實(shí)現(xiàn)真正的進(jìn)程退出函數(shù) handleExit，因?yàn)橛脩魝魅氲娜蝿?wù)函數(shù)可能是同步的，也可能是異步的；我們可以借助 process.nextTick 來保證用戶的同步代碼都已經(jīng)執(zhí)行完成，可以簡單理解 process.nextTick 會在每個事件循環(huán)階段的同步代碼執(zhí)行完成后執(zhí)行（理解 process.nextTick）；針對異步任務(wù)，我們需要用戶調(diào)用 callback 來告訴我們異步任務(wù)已經(jīng)執(zhí)行完成了:

// 標(biāo)記是否正在退出，避免多次執(zhí)行
let isExiting = false;
const handleExit = (code, error) => {
  if (isExiting) return;
  isExiting = true;

  // 標(biāo)記已經(jīng)執(zhí)行了退出動作，避免多次調(diào)用
  let hasDoExit = fasle;
  const doExit = () => {
      if (hasDoExit) return;
      hasDoExit = true
      process.nextTick(() => process.exit(code))
  }

  // 記錄有多少個異步任務(wù)
  let asyncTaskCount = 0;
  // 異步任務(wù)結(jié)束后，用戶需要調(diào)用的回調(diào)
  let ayncTaskCallback = () => {
      process.nextTick(() => {
        asyncTaskCount--
        if (asyncTaskCount === 0) doExit() 
      })
  }
  // 執(zhí)行所有的退出任務(wù)

  tasks.forEach(taskFn => {
      // 如果 taskFn 函數(shù)的參數(shù)個數(shù)大于 1，認(rèn)為傳遞了 callback 參數(shù)，是一個異步任務(wù)
      if (taskFn.length > 1) {
         asyncTaskCount++
         taskFn(error, ayncTaskCallback)
      } else {
          taskFn(error)
      }
  });

  // 如果存在異步任務(wù)
  if (asyncTaskCount > 0) {
      // 超過 10s 后，強(qiáng)制退出
      setTimeout(() => {
          doExit();
      }, 10 * 1000)
  } else {
      doExit()
  }
};

至此，我們的進(jìn)程退出監(jiān)聽工具就完成了，完整的實(shí)現(xiàn)可以查看這個開源庫 async-exit-hook

進(jìn)程優(yōu)雅退出

通常我們的 web server 在重啟、被運(yùn)行容器調(diào)度（pm2 或者 docker 等）、出現(xiàn)異常導(dǎo)致進(jìn)程退出時，我們希望執(zhí)行退出動作，如完成已經(jīng)連接到服務(wù)的請求響應(yīng)、清理數(shù)據(jù)庫連接、打印錯誤日志、觸發(fā)告警等，做完退出動作后，再退出進(jìn)程，我們可以使用剛才的進(jìn)程退出監(jiān)聽工具實(shí)現(xiàn)：

const http = require('http');

// 創(chuàng)建 web server
const server = http.createServer((req, res) => {
  res.writeHead(200);
  res.end('hello world\n');
}).listen(8000);

// 使用我們在上面開發(fā)的工具添加進(jìn)程退出任務(wù)
addExitTask((error, callback) => {
   // 打印錯誤日志、觸發(fā)告警、釋放數(shù)據(jù)庫連接等
   console.log('進(jìn)程異常退出'， error)
   // 停止接受新的請求
   server.close((error) => {
       if (error) {
         console.log('停止接受新請求錯誤', error)
       } else {
         console.log('已停止接受新的請求')
       }
   })
   // 比較簡單的做法是，等待一定的時間（這里我們等待 5s），讓存量請求執(zhí)行完畢
   // 如果要完全保證所有請求都處理完畢，需要記錄每一個連接，在所有連接都釋放后，才執(zhí)行退出動作
   // 可以參考開源庫 https://github.com/sebhildebrandt/http-graceful-shutdown
   setTimout(callback, 5 * 1000)
})

以上就是“Node.js進(jìn)程退出的原理是什么”這篇文章的所有內(nèi)容，感謝各位的閱讀！相信大家閱讀完這篇文章都有很大的收獲，小編每天都會為大家更新不同的知識，如果還想學(xué)習(xí)更多的知識，請關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道。