Node中的進程與子進程實例代碼分析

發(fā)布時間：2022-10-13 09:37:14 來源：億速云閱讀：90 作者：iii 欄目：web開發(fā)

本篇內容主要講解“Node中的進程與子進程實例代碼分析”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實用性強。下面就讓小編來帶大家學習“Node中的進程與子進程實例代碼分析”吧!

進程：process模塊

process 模塊是 nodejs 提供給開發(fā)者用來和當前進程交互的工具，它的提供了很多實用的 API。從文檔出發(fā)，管中窺豹，進一步認識和學習 process 模塊：

如何處理命令參數(shù)？
如何處理工作目錄？
如何處理異常？
如何處理進程退出？
process 的標準流對象
深入理解 process.nextTick

如何處理命令參數(shù)？

命令行參數(shù)指的是 2 個方面：

傳給 node 的參數(shù)。例如 node --harmony script.js --version 中，--harmony 就是傳給 node 的參數(shù)
傳給進程的參數(shù)。例如 node script.js --version --help 中，--version --help 就是傳給進程的參數(shù)

它們分別通過 process.argv 和 process.execArgv 來獲得。

如何處理工作目錄？

通過process.cwd()可以獲取當前的工作目錄。

通過process.chdir(directory)可以切換當前的工作目錄，失敗后會拋出異常。實踐如下：

function safeChdir(dir) {
    try {
        process.chdir(dir);
        return true;
    } catch (error) {
        return false;
    }
}

如何處理異常？

uncaughtException 事件

Nodejs 可以通過 try-catch 來捕獲異常。如果異常未捕獲，則會一直從底向事件循環(huán)冒泡。如是冒泡到事件循環(huán)的異常沒被處理，那么就會導致當前進程異常退出。

根據(jù)文檔，可以通過監(jiān)聽 process 的 uncaughtException 事件，來處理未捕獲的異常：

process.on("uncaughtException", (err, origin) => {
    console.log(err.message);
});

const a = 1 / b;
console.log("abc"); // 不會執(zhí)行

上面的代碼，控制臺的輸出是：b is not defined。捕獲了錯誤信息，并且進程以0退出。開發(fā)者可以在 uncaughtException 事件中，清除一些已經(jīng)分配的資源（文件描述符、句柄等），不推薦在其中重啟進程。

unhandledRejection 事件

如果一個 Promise 回調的異常沒有被.catch()捕獲，那么就會觸發(fā) process 的 unhandledRejection 事件：

process.on("unhandledRejection", (err, promise) => {
    console.log(err.message);
});

Promise.reject(new Error("錯誤信息")); // 未被catch捕獲的異常，交由unhandledRejection事件處理

warning 事件

告警不是 Node.js 和 Javascript 錯誤處理流程的正式組成部分。一旦探測到可能導致應用性能問題，缺陷或安全隱患相關的代碼實踐，Node.js 就可發(fā)出告警。

比如前一段代碼中，如果出現(xiàn)未被捕獲的 promise 回調的異常，那么就會觸發(fā) warning 事件。

如何處理進程退出？

process.exit() vs process.exitCode

一個 nodejs 進程，可以通過 process.exit() 來指定退出代碼，直接退出。不推薦直接使用 process.exit()，這會導致事件循環(huán)中的任務直接不被處理，以及可能導致數(shù)據(jù)的截斷和丟失（例如 stdout 的寫入）。

setTimeout(() => {
    console.log("我不會執(zhí)行");
});

process.exit(0);

正確安全的處理是，設置 process.exitCode，并允許進程自然退出。

setTimeout(() => {
    console.log("我不會執(zhí)行");
});

process.exitCode = 1;

beforeExit 事件

用于處理進程退出的事件有：beforeExit 事件和 exit 事件。

當 Node.js 清空其事件循環(huán)并且沒有其他工作要安排時，會觸發(fā) beforeExit 事件。例如在退出前需要一些異步操作，那么可以寫在 beforeExit 事件中：

let hasSend = false;
process.on("beforeExit", () => {
    if (hasSend) return; // 避免死循環(huán)

    setTimeout(() => {
        console.log("mock send data to serve");
        hasSend = true;
    }, 500);
});

console.log(".......");
// 輸出：
// .......
// mock send data to serve

注意：在 beforeExit 事件中如果是異步任務，那么又會被添加到任務隊列。此時，任務隊列完成所有任務后，又回觸發(fā) beforeExit 事件。因此，不處理的話，可能出現(xiàn)死循環(huán)的情況。如果是顯式調用 exit()，那么不會觸發(fā)此事件。

exit 事件

在 exit 事件中，只能執(zhí)行同步操作。在調用 'exit' 事件監(jiān)聽器之后，Node.js 進程將立即退出，從而導致在事件循環(huán)中仍排隊的任何其他工作被放棄。

process 的標準流對象

process 提供了 3 個標準流。需要注意的是，它們有些在某些時候是同步阻塞的（請見文檔）。

process.stderr：WriteStream 類型，console.error的底層實現(xiàn)，默認對應屏幕
process.stdout：WriteStream 類型，console.log的底層實現(xiàn)，默認對應屏幕
process.stdin：ReadStream 類型，默認對應鍵盤輸入

下面是基于“生產者-消費者模型”的讀取控制臺輸入并且及時輸出的代碼：

process.stdin.setEncoding("utf8");

process.stdin.on("readable", () => {
    let chunk;
    while ((chunk = process.stdin.read()) !== null) {
        process.stdout.write(`>>> ${chunk}`);
    }
});

process.stdin.on("end", () => {
    process.stdout.write("結束");
});

關于事件的含義，還是請看stream 的文檔。

深入理解 process.nextTick

我第一次看到 process.nextTick 的時候是比較懵的，看文檔可以知道，它的用途是：把回調函數(shù)作為微任務，放入事件循環(huán)的任務隊列中。但這么做的意義是什么呢？

因為 nodejs 并不適合計算密集型的應用，一個進程就一個線程，在當下時間點上，就一個事件在執(zhí)行。那么，如果我們的事件占用了很多 cpu 時間，那么之后的事件就要等待非常久。所以，nodejs 的一個編程原則是盡量縮短每一個事件的執(zhí)行事件。process.nextTick 的作用就在這，將一個大的任務分解成多個小的任務。示例代碼如下：

// 被拆分成2個函數(shù)執(zhí)行
function BigThing() {
    doPartThing();

    process.nextTick(() => finishThing());
}

在事件循環(huán)中，何時執(zhí)行 nextTick 注冊的任務呢？請看下面的代碼：

setTimeout(function() {
    console.log("第一個1秒");
    process.nextTick(function() {
        console.log("第一個1秒：nextTick");
    });
}, 1000);

setTimeout(function() {
    console.log("第2個1秒");
}, 1000);

console.log("我要輸出1");

process.nextTick(function() {
    console.log("nextTick");
});

console.log("我要輸出2");

輸出的結果如下，nextTick 是早于 setTimeout：

我要輸出1
我要輸出2
nextTick
第一個1秒
第一個1秒：nextTick
第2個1秒

在瀏覽器端，nextTick 會退化成 setTimeout(callback, 0)。但在 nodejs 中請使用 nextTick 而不是 setTimeout，前者效率更高，并且嚴格來說，兩者創(chuàng)建的事件在任務隊列中順序并不一樣（請看前面的代碼）。

子進程：child_process模塊

掌握 nodejs 的 child_process 模塊能夠極大提高 nodejs 的開發(fā)能力，例如主從進程來優(yōu)化 CPU 計算的問題，多進程開發(fā)等等。本文從以下幾個方面介紹 child_process 模塊的使用：

創(chuàng)建子進程
父子進程通信
獨立子進程
進程管道

創(chuàng)建子進程

nodejs 的 child_process 模塊創(chuàng)建子進程的方法：spawn, fork, exec, execFile。它們的關系如下：

fork, exec, execFile 都是通過 spawn 來實現(xiàn)的。
exec 默認會創(chuàng)建 shell。execFile 默認不會創(chuàng)建 shell，意味著不能使用 I/O 重定向、file glob，但效率更高。
spawn、exec、execFile 都有同步版本，可能會造成進程阻塞。

child_process.spawn()的使用：

const { spawn } = require("child_process");
// 返回ChildProcess對象，默認情況下其上的stdio不為null
const ls = spawn("ls", ["-lh"]);

ls.stdout.on("data", data => {
    console.log(`stdout: ${data}`);
});

ls.stderr.on("data", data => {
    console.error(`stderr: ${data}`);
});

ls.on("close", code => {
    console.log(`子進程退出，退出碼 ${code}`);
});

child_process.exec()的使用：

const { exec } = require("child_process");
// 通過回調函數(shù)來操作stdio
exec("ls -lh", (err, stdout, stderr) => {
    if (err) {
        console.error(`執(zhí)行的錯誤: ${err}`);
        return;
    }
    console.log(`stdout: ${stdout}`);
    console.error(`stderr: ${stderr}`);
});

父子進程通信

fork()返回的 ChildProcess 對象，監(jiān)聽其上的 message 事件，來接受子進程消息；調用 send 方法，來實現(xiàn) IPC。

parent.js 代碼如下：

const { fork } = require("child_process");
const cp = fork("./sub.js");
cp.on("message", msg => {
    console.log("父進程收到消息：", msg);
});
cp.send("我是父進程");

sub.js 代碼如下：

process.on("message", m => {
    console.log("子進程收到消息：", m);
});

process.send("我是子進程");

運行后結果：

父進程收到消息： 我是子進程
子進程收到消息： 我是父進程

獨立子進程

在正常情況下，父進程一定會等待子進程退出后，才退出。如果想讓父進程先退出，不受到子進程的影響，那么應該：

調用 ChildProcess 對象上的unref()
options.detached 設置為 true
子進程的 stdio 不能是連接到父進程

main.js 代碼如下：

const { spawn } = require("child_process");
const subprocess = spawn(process.argv0, ["sub.js"], {
    detached: true,
    stdio: "ignore"
});

subprocess.unref();

sub.js 代碼如下：

setInterval(() => {}, 1000);

進程管道

options.stdio 選項用于配置在父進程和子進程之間建立的管道。默認情況下，子進程的 stdin、 stdout 和 stderr 會被重定向到 ChildProcess 對象上相應的 subprocess.stdin、subprocess.stdout 和 subprocess.stderr 流。這意味著可以通過監(jiān)聽其上的 data事件，在父進程中獲取子進程的 I/O 。

可以用來實現(xiàn)“重定向”：

const fs = require("fs");
const child_process = require("child_process");

const subprocess = child_process.spawn("ls", {
    stdio: [
        0, // 使用父進程的 stdin 用于子進程。
        "pipe", // 把子進程的 stdout 通過管道傳到父進程 。
        fs.openSync("err.out", "w") // 把子進程的 stderr 定向到一個文件。
    ]
});

也可以用來實現(xiàn)"管道運算符"：

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

const ps = spawn("ps", ["ax"]);
const grep = spawn("grep", ["ssh"]);

ps.stdout.on("data", data => {
    grep.stdin.write(data);
});

ps.stderr.on("data", err => {
    console.error(`ps stderr: ${err}`);
});

ps.on("close", code => {
    if (code !== 0) {
        console.log(`ps 進程退出，退出碼 ${code}`);
    }
    grep.stdin.end();
});

grep.stdout.on("data", data => {
    console.log(data.toString());
});

grep.stderr.on("data", data => {
    console.error(`grep stderr: ${data}`);
});

grep.on("close", code => {
    if (code !== 0) {
        console.log(`grep 進程退出，退出碼 ${code}`);
    }
});

到此，相信大家對“Node中的進程與子進程實例代碼分析”有了更深的了解，不妨來實際操作一番吧！這里是億速云網(wǎng)站，更多相關內容可以進入相關頻道進行查詢，關注我們，繼續(xù)學習！

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