简介

nodejs的main event loop是单线程的，nodejs自身也保护着Worker Pool用来解决一些耗时的操作，咱们还能够通过应用nodejs提供的worker_threads来手动创立新的线程来执行本人的工作。

本文将会介绍一种新的执行nodejs工作的形式，child process。

child process

lib/child_process.js提供了child_process模块，通过child_process咱们能够创立子过程。

留神，worker_threads创立的是子线程，而child_process创立的是子过程。

在child_process模块中，能够同步创立过程也能够异步创立过程。同步创立形式只是在异步创立的办法前面加上Sync。

创立进去的过程用ChildProcess类来示意。

咱们看下ChildProcess的定义：

interface ChildProcess extends events.EventEmitter {
        stdin: Writable | null;
        stdout: Readable | null;
        stderr: Readable | null;
        readonly channel?: Pipe | null;
        readonly stdio: [
            Writable | null, // stdin
            Readable | null, // stdout
            Readable | null, // stderr
            Readable | Writable | null | undefined, // extra
            Readable | Writable | null | undefined // extra
        ];
        readonly killed: boolean;
        readonly pid: number;
        readonly connected: boolean;
        readonly exitCode: number | null;
        readonly signalCode: NodeJS.Signals | null;
        readonly spawnargs: string[];
        readonly spawnfile: string;
        kill(signal?: NodeJS.Signals | number): boolean;
        send(message: Serializable, callback?: (error: Error | null) => void): boolean;
        send(message: Serializable, sendHandle?: SendHandle, callback?: (error: Error | null) => void): boolean;
        send(message: Serializable, sendHandle?: SendHandle, options?: MessageOptions, callback?: (error: Error | null) => void): boolean;
        disconnect(): void;
        unref(): void;
        ref(): void;

        /**
         * events.EventEmitter
         * 1. close
         * 2. disconnect
         * 3. error
         * 4. exit
         * 5. message
         */
        ...
    }

能够看到ChildProcess也是一个EventEmitter，所以它能够发送和承受event。

ChildProcess能够接管到event有5种，别离是close，disconnect，error，exit和message。

当调用父过程中的 subprocess.disconnect() 或子过程中的 process.disconnect() 后会触发 disconnect 事件。

当呈现无奈创立过程，无奈kill过程和向子过程发送音讯失败的时候都会触发error事件。

当子过程完结后时会触发exit事件。

当子过程的 stdio 流被敞开时会触发 close 事件。 留神，close事件和exit事件是不同的，因为多个过程可能共享同一个stdio，所以发送exit事件并不一定会触发close事件。

看一个close和exit的例子：

const { spawn } = require('child_process');
const ls = spawn('ls', ['-lh', '/usr']);

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

ls.on('close', (code) => {
  console.log(`子过程应用代码 ${code} 敞开所有 stdio`);
});

ls.on('exit', (code) => {
  console.log(`子过程应用代码 ${code} 退出`);
});

最初是message事件，当子过程应用process.send() 发送音讯的时候就会被触发。

ChildProcess中有几个规范流属性，别离是stderr，stdout，stdin和stdio。

stderr，stdout，stdin很好了解，别离是规范谬误，规范输入和规范输出。

咱们看一个stdout的应用：

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

const subprocess = spawn('ls');

subprocess.stdout.on('data', (data) => {
  console.log(`接管到数据块 ${data}`);
});

stdio实际上是stderr,stdout,stdin的汇合：

readonly stdio: [
            Writable | null, // stdin
            Readable | null, // stdout
            Readable | null, // stderr
            Readable | Writable | null | undefined, // extra
            Readable | Writable | null | undefined // extra
        ];

其中stdio[0]示意的是stdin，stdio[1]示意的是stdout，stdio[2]示意的是stderr。

如果在通过stdio创立子过程的时候，这三个规范流被设置为除pipe之外的其余值，那么stdin，stdout和stderr将为null。

咱们看一个应用stdio的例子：

const assert = require('assert');
const fs = require('fs');
const child_process = require('child_process');

const subprocess = child_process.spawn('ls', {
  stdio: [
    0, // 应用父过程的 stdin 用于子过程。
    'pipe', // 把子过程的 stdout 通过管道传到父过程 。
    fs.openSync('err.out', 'w') // 把子过程的 stderr 定向到一个文件。
  ]
});

assert.strictEqual(subprocess.stdio[0], null);
assert.strictEqual(subprocess.stdio[0], subprocess.stdin);

assert(subprocess.stdout);
assert.strictEqual(subprocess.stdio[1], subprocess.stdout);

assert.strictEqual(subprocess.stdio[2], null);
assert.strictEqual(subprocess.stdio[2], subprocess.stderr);

通常状况下父过程中保护了一个对子过程的援用计数，只有在当子过程退出之后父过程才会退出。

这个援用就是ref，如果调用了unref办法，则容许父过程独立于子过程退出。

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

const subprocess = spawn(process.argv[0], ['child_program.js'], {
  detached: true,
  stdio: 'ignore'
});

subprocess.unref();

最初，咱们看一下如何通过ChildProcess来发送音讯：

subprocess.send(message[, sendHandle[, options]][, callback])

其中message就是要发送的音讯，callback是发送音讯之后的回调。

sendHandle比拟非凡，它能够是一个TCP服务器或socket对象，通过将这些handle传递给子过程。子过程将会在message事件中，将该handle传递给Callback函数，从而能够在子过程中进行解决。

咱们看一个传递TCP server的例子，首先看主过程：

const subprocess = require('child_process').fork('subprocess.js');

// 关上 server 对象，并发送该句柄。
const server = require('net').createServer();
server.on('connection', (socket) => {
  socket.end('由父过程解决');
});
server.listen(1337, () => {
  subprocess.send('server', server);
});

再看子过程：

process.on('message', (m, server) => {
  if (m === 'server') {
    server.on('connection', (socket) => {
      socket.end('由子过程解决');
    });
  }
});

能够看到子过程接管到了server handle，并且在子过程中监听connection事件。

上面咱们看一个传递socket对象的例子：

onst { fork } = require('child_process');
const normal = fork('subprocess.js', ['normal']);
const special = fork('subprocess.js', ['special']);

// 开启 server，并发送 socket 给子过程。
// 应用 `pauseOnConnect` 避免 socket 在被发送到子过程之前被读取。
const server = require('net').createServer({ pauseOnConnect: true });
server.on('connection', (socket) => {

  // 非凡优先级。
  if (socket.remoteAddress === '74.125.127.100') {
    special.send('socket', socket);
    return;
  }
  // 一般优先级。
  normal.send('socket', socket);
});
server.listen(1337);

subprocess.js的内容：

process.on('message', (m, socket) => {
  if (m === 'socket') {
    if (socket) {
      // 查看客户端 socket 是否存在。
      // socket 在被发送与被子过程接管这段时间内可被敞开。
      socket.end(`申请应用 ${process.argv[2]} 优先级解决`);
    }
  }
});

主过程创立了两个subprocess，一个解决非凡的优先级， 一个解决一般的优先级。

异步创立过程

child_process模块有4种形式能够异步创立过程，别离是child_process.spawn()、child_process.fork()、child_process.exec() 和 child_process.execFile()。

先看一个各个办法的定义：

child_process.spawn(command[, args][, options])

child_process.fork(modulePath[, args][, options])

child_process.exec(command[, options][, callback])

child_process.execFile(file[, args][, options][, callback])

其中child_process.spawn是根底，他会异步的生成一个新的过程，其余的fork，exec和execFile都是基于spawn来生成的。

fork会生成新的Node.js 过程。

exec和execFile是以新的过程执行新的命令，并且带有callback。他们的区别就在于在windows的环境中，如果要执行.bat或者.cmd文件，没有shell终端是执行不了的。这个时候就只能以exec来启动。execFile是无奈执行的。

或者也能够应用spawn。

咱们看一个在windows中应用spawn和exec的例子：

// 仅在 Windows 上。
const { spawn } = require('child_process');
const bat = spawn('cmd.exe', ['/c', 'my.bat']);

bat.stdout.on('data', (data) => {
  console.log(data.toString());
});

bat.stderr.on('data', (data) => {
  console.error(data.toString());
});

bat.on('exit', (code) => {
  console.log(`子过程退出，退出码 ${code}`);
});

const { exec, spawn } = require('child_process');
exec('my.bat', (err, stdout, stderr) => {
  if (err) {
    console.error(err);
    return;
  }
  console.log(stdout);
});

// 文件名中蕴含空格的脚本：
const bat = spawn('"my script.cmd"', ['a', 'b'], { shell: true });
// 或：
exec('"my script.cmd" a b', (err, stdout, stderr) => {
  // ...
});

同步创立过程

同步创立过程能够应用child_process.spawnSync()、child_process.execSync() 和 child_process.execFileSync() ，同步的办法会阻塞 Node.js 事件循环、暂停任何其余代码的执行，直到子过程退出。

通常对于一些脚本工作来说，应用同步创立过程会比拟罕用。

本文作者：flydean程序那些事

本文链接：http://www.flydean.com/nodejs-childprocess/

本文起源：flydean的博客

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