node.js中process进程的概念和child_process子进程模块的使用方法示例
作者：怀素真
本文实例讲述了node.js中process进程的概念和child_process子进程模块的使用方法。分享给大家供大家参考，具体如下：
进程，你可以把它理解成一个正在运行的程序。node.js中每个应用程序都是进程类的实例对象。
node.js中有一个 process 全局对象，通过它我们可以获取，运行该程序的用户，环境变量等信息。
一、process 对象
console.log('可执行文件绝对路径', process.execPath);
console.log('版本号', process.version);
console.log('依赖库的版本号', process.versions);
console.log('运行平台', process.platform);
console.log('标准输入流', process.stdin);
console.log('标准输出流', process.stdout);
console.log('标准错误流', process.stderr);
console.log('命令行参数数组', process.argv);
console.log('系统环境变量', process.env);
console.log('进程ID', process.pid);
console.log('标题', process.title);
console.log('处理器架构', process.arch);
通过 memoryUsage() 查看内存使用量：
console.log(process.memoryUsage());
- rss 表示进程占用的内存，包括堆，栈，代码段。
- heapTotal 表示堆占用的内存。
- heapUsed 表示堆使用的部分。
- external 表示外部使用的部分，C++对象占用的。
对象，字符串，闭包存放于堆内存，变量存放于栈内存，js源代码存放于代码段。
console.log(process.memoryUsage()); let buf = Buffer.alloc(1024 * 1024 * 1024); console.log(process.memoryUsage());
当我们通过Buffer创建一个足够大的变量时，这时只能借助于外部内存，使用C++去完成。node.js能够使用的内存上限是1.7G。
使用 chdir() 修改程序当前的工作目录，通过 cwd() 获取当前工作目录。
console.log(process.cwd());
//修改程序当前的工作目录
process.chdir('../');
console.log(process.cwd());
通过 exit() 来结束进程
process.exit(0);
调用 exit() 结束进程时，会触发 'exit' 事件。
process.on('exit', function () {
console.log('程序退出了');
});
process.exit(0);
通过 kill() 给指定进程发送信号
SIGINT 程序终止信号，当用户按下ctrl+c时发出，将通知进程终止。
SIGTERM 程序结束信号，通知程序正常退出，kill()方法默认就是这个信号。
process.kill(process.pid, 'SIGINT');
通过 uptime() 返回程序运行的时间
console.log(process.uptime());
通过 hrtime() 计算代码段运行时间，hrtime() 返回一个数组，第一个表示秒，第二个表示纳秒
let start = process.hrtime();
let sum = 0;
for (i = 0; i < 1000000000; i++) {
sum += i;
}
let end = process.hrtime(start);
console.log('耗时 : ', end[0], '秒');
当程序抛出一个没有被捕获的异常时，触发 'uncaughtException' 事件。
process.on('uncaughtException', function (err) {
console.log('捕获了一个未被处理的异常');
console.log(err);
});
//调用一个未定义的函数
test();
进程接收到一个信号时，会触发信号事件，我们可以监听到该事件。
//让标准输入流处于流动模式，让程序无法退出
process.stdin.resume();
process.on('SIGINT', function () {
console.log('程序退出');
process.exit(0);
});
process.on('SIGTERM', function () {
console.log('程序结束');
});
二、子进程模块child_process的使用
我们都知道node.js是单线程的，如果某一个操作需要消耗大量资源和时间，会导致程序整体性能下降。
我们可以创建子进程，让子进程去跑那些费时费力的操作，而主线程该干嘛干嘛。
子进程间可以共享内存，通过互相通信来完成数据的交换。
1、通过 spawn() 创建子进程
const {spawn} = require('child_process');
//参数一表示，要执行的命令
//参数二表示，运行该命令的参数
//参数三表示，创建子进程的配置
let cp1 = spawn('node', ['1.js'], {
//cwd表示当前子进程的工作目录
cwd: process.cwd(),
//子进程的环境变量
env: process.env,
//子进程的标准输入，标准输出，错误，的配置
//pipe表示，父进程与子进程间建立管道，父进程可以访问子进程对应的输入，输出，和错误
//ipc表示，父进程与子进程间建立一个专门用来传递消息的IPC通道，子进程调用send()方法向子进程发送消息，并触发'message'事件
//ignore表示，忽略子进程的标准输入，标准输出，错误。
//inherit表示，子进程共享父进程的标准输入，标准输出，错误。
//stream表示，父进程与子进程共享一个流，比如文件流或socket。
//正整数表示，父进程打开的文件描述符，与子进程共享，比如文件的fd。类似stream流对象共享。
//null或undefined表示，父进程与子进程间创建管道
stdio: ['pipe', process.stdout, 'pipe'],
//子进程是否独立于父进程运行
detached: false
});
1.js的代码：
console.log('hello');
运行代码后，我们可以看到子进程的 'hello'，出现在了父进程的标准输出上。因为 stdio 的配置，我们让子进程与父进程共享标准输出。
spawn() 会返回一个子进程对象，我们可以监听该对象的一些事件。
const {spawn} = require('child_process');
let cp1 = spawn('node', ['1.js'], {
cwd: process.cwd(),
env: process.env,
stdio: ['pipe', process.stdout, 'pipe'],
detached: false
});
//子进程所有输入/输出终止时，会触发子进程的 'close' 事件
cp1.on('close', function (code, signal) {
//当父进程关闭子进程时，signal表示父进程发送给子进程的信号名称
console.log('子进程关闭了', code, signal);
});
//子进程退出时，会触发 'exit' 事件
//注意，子进程退出，子进程的输入/输出有可能并未关闭。因为输入/输出有可能多个进程共享。
cp1.on('exit', function (code, signal) {
console.log('子进程退出', code, signal);
});
//子进程出错时，触发
cp1.on('error', function (err) {
console.log(err);
});
注意，stdio 设置成 pipe ，是把子进程的stdin，stdout，stderr导向了 spawn() 返回的子进程对象的stdin，stdout，stderr。
然后父进程就可以通过子进程对象访问stdin，stdout，stderr。
const {spawn} = require('child_process');
let cp1 = spawn('node', ['1.js'], {
cwd: process.cwd(),
env: process.env,
stdio: ['pipe', 'pipe', 'pipe'],
detached: false
});
//监听子进程标准输入，输出，错误的数据。
cp1.stdin.on('data', function (data) {
console.log(data.toString());
});
cp1.stdout.on('data', function (data) {
console.log(data.toString());
});
cp1.stderr.on('data', function (data) {
console.log(data.toString());
});
1.js的代码：
//往子进程标准输出中写入数据
console.log('我是标准输出');
//往子进程错误中写入数据
console.error('我是一个错误');
//往子进程标准输入中写入数据
process.stdin.write('我是标准输入');
当我们设置 stdio 为 ipc 时，会创建一个父进程与子进程传递消息的IPC通道。
const {spawn} = require('child_process');
let cp1 = spawn('node', ['1.js'], {
cwd: process.cwd(),
env: process.env,
//注意这里，子进程只能有一个IPC通道
stdio: ['pipe', 'ipc', 'pipe'],
detached: false
});
//注意这里要用子进程对象进行监听
//监听有没有消息
cp1.on('message', function (data) {
console.log('子进程发送的 : ', data.toString());
});
cp1.send('你好，子进程');
1.js的代码：
process.on('message', function (data) {
console.log('父进程发送的 : ', data.toString());
});
//向父进程发送消息
process.send('你好，父进程');
默认情况下，只有子进程全部退出了，父进程才能退出。我们希望父进程退出了，子进程仍然独立运行。可以通过设置 detached 为 true。
默认情况下，父进程会等待所有子程退出后，才退出。通过使用 unref() 让父进程无需等待子进程就可直接退出。
const {spawn} = require('child_process');
const fs = require('fs');
let fd = fs.openSync('./1.txt', 'w', 0o666);
let cp1 = spawn('node', ['1.js'], {
cwd: process.cwd(),
//注意这里，把不需要的设置为ignore，不然主进程仍然会阻塞等待子进程
stdio: ['ignore', fd, 'ignore'],
detached: true
});
cp1.on('error', function (err) {
console.log(err);
});
//解绑子进程，让父进程不用等待子进程
cp1.unref();
1.js的代码：
let i = 0;
let timer = setInterval(function () {
if (i > 20) {
clearInterval(timer);
}
process.stdout.write('写入数据' + i + '\r\n');
i++;
}, 1000);
2、通过 fork() 创建子进程
fork() 是 spawn() 的特殊情况，用于创建新的进程，默认建立一个IPC通信通道，允许父进程与子进程进行消息传递。
fork() 返回一个子进程对象，子进程输入/输出操作执行完毕后，父进程不退出，子进程不会自动退出，需调用 exit() 显式退出。
const {fork} = require('child_process');
//参数一表示，运行的模块
//参数二表示，参数列表
//参数三表示，创建子进程的配置
let cp1 = fork('2.js', ['1', '2', '3'], {
//子进程的工作目录
cwd: process.cwd(),
//子进程的环境变量
env: process.env,
//运行模块的可执行文件
execPath: process.execPath,
//传递给可执行文件的参数列表
execArgv: process.execArgv,
//为false表示父进程与子进程共享标准(输入/输出)，为true时不共享。
silent: false
});
cp1.on('error', function (err) {
console.log(err);
});
2.js的代码：
for (let i = 0; i < process.argv.length; i++) {
process.stdout.write(process.argv[i] + '\r\n');
}
父进程与子进程间，通过 send() 和 'message'事件来传递消息。
const {fork} = require('child_process');
let cp1 = fork('2.js', [], {
cwd: process.cwd(),
env: process.env,
silent: false
});
//接收消息
cp1.on('message', function (data) {
console.log('父进程收到 : ', JSON.stringify(data));
process.exit(0);
});
//发送消息
cp1.send({name: '你好子进程'});
2.js的代码：
process.on('message', function (data) {
console.log('子进程收到 : ', JSON.stringify(data));
process.send({name: '你好父进程'});
});
3、通过exec() 创建子进程
exec() 可以开启一个子进程运行命令，并缓存子进程的输出结果。
const {exec} = require('child_process');
//参数一表示，要运行的命令
//参数二表示，配置选项
//参数三表示，进程终止时的回调
exec('dir', {
//子进程的工作目录
cwd: process.cwd(),
//子进程的环境变量
env: process.env,
//输出的编码
encoding: 'utf8',
//超时时间
timeout: 60 * 1000,
//缓存stdout,stderr最大的字节数
maxBuffer: 1024 * 1024,
//关闭子进程的信号
killSignal: 'SIGTERM'
}, function (err, stdout, stderr) {
console.log(stdout.toString());
});
4、通过 execFile() 创建子进程
使用 execFile() 开启一个运行可执行文件的子进程。
const {execFile} = require('child_process');
//参数一表示，可执行文件的名称或路径
//参数二表示，参数列表
//参数三表示，配置选项
//参数四表示，进程终止时的回调
let cp1 = execFile('node', ['3.js', '1', '2', '3'], {
//子进程的工作目录
cwd: process.cwd(),
//子进程的环境变量
env: process.env,
//输出的编码
encoding: 'utf8',
//超时时间
timeout: 60 * 1000,
//缓存stdout,stderr最大的字节数
maxBuffer: 1024 * 1024,
//关闭子进程的信号
killSignal: 'SIGTERM'
}, function (err, stdout, stderr) {
if (err) {
console.log(err);
process.exit();
}
console.log('子进程的输出 : ', stdout.toString());
});
cp1.on('error', function (err) {
console.log(err);
});
3.js的代码：
process.argv.forEach(function (value) {
process.stdout.write(value + '\r\n');
});
fork()，exec()，execFile() 都是基于 spawn() 的封装。
希望本文所述对大家node.js程序设计有所帮助。