浅谈Node.js 子进程与应用场景
作者：DuanPengfei
背景
由于ons（阿里云 RocketMQ 包）基于 C艹 封装而来，不支持单一进程内实例化多个生产者与消费者，为了解决这一问题，使用了 Node.js 子进程。
在使用的过程中碰到的坑
发布：进程管理关闭主进程后，子进程变为操作系统进程（pid 为 1）
几种解决方案
将子进程看做独立运行的进程，记录 pid，发布时进程管理关闭主进程同时关闭子进程
主进程监听关闭事件，主动关闭从属于自己的子进程
子进程种类
- spawn：执行命令
- exec：执行命令（新建 shell）
- execFile：执行文件
- fork：执行文件
子进程常用事件
- exit
- close
- error
- message
close 与 exit 是有区别的，close 是在数据流关闭时触发的事件，exit 是在子进程退出时触发的事件。因为多个子进程可以共享同一个数据流，所以当某个子进程 exit 时不一定会触发 close 事件，因为这个时候还存在其他子进程在使用数据流。
子进程数据流
- stdin
- stdout
- stderr
因为是以主进程为出发点，所以子进程的数据流与常规理解的数据流方向相反，stdin：写入流，stdout、stderr：读取流。
spawn
spawn(command[, args][, options])
执行一条命令，通过 data 数据流返回各种执行结果。
基础使用
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}`);
});
常用参数
{
cwd: String,
env: Object,
stdio: Array | String,
detached: Boolean,
shell: Boolean,
uid: Number,
gid: Number
}
重点说明下 detached 属性，detached 设置为 true 是为子进程独立运行做准备。子进程的具体行为与操作系统相关，不同系统表现不同，Windows 系统子进程会拥有自己的控制台窗口，POSIX 系统子进程会成为新进程组与会话负责人。
这个时候子进程还没有完全独立，子进程的运行结果会展示在主进程设置的数据流上，并且主进程退出会影响子进程运行。当 stdio 设置为 ignore 并调用 child.unref(); 子进程开始真正独立运行，主进程可独立退出。
exec
exec(command[, options][, callback])
执行一条命令，通过回调参数返回结果，指令未执行完时会缓存部分结果到系统内存。
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 ${stdout}`);
});
两全其美 —— spawn 代替 exec
由于 exec 的结果是一次性返回，在返回前是缓存在内存中的，所以在执行的 shell 命令输出过大时，使用 exec 执行命令的方式就无法按期望完成我们的工作，这个时候可以使用 spawn 代替 exec 执行 shell 命令。
const { spawn } = require('child_process');
const child = spawn('find . -type f | wc -l', {
stdio: 'inherit',
shell: true
});
child.stdout.on('data', (data) => {
console.log(`child stdout:\n${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])
执行一个文件
与 exec 功能基本相同，不同之处在于执行给定路径的一个脚本文件，并且是直接创建一个新的进程，而不是创建一个 shell 环境再去运行脚本，相对更轻量级更高效。但是在 Windows 系统中如 .cmd 、 .bat 等文件无法直接运行，这是 execFile 就无法工作，可以使用 spawn、exec 代替。
fork
child_process.fork(modulePath[, args][, options])
执行一个 Node.js 文件
// 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 实际是 spawn 的一种特殊形式，固定 spawn Node.js 进程，并且在主子进程间建立了通信通道，让主子进程可以使用 process 模块基于事件进行通信。
子进程使用场景
- 计算密集型系统
- 前端构建工具利用多核 CPU 并行计算，提升构建效率
- 进程管理工具，如：PM2 中部分功能
以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持脚本之家。