Node.js 子进程
子进程
Node.js是基于单线程模型架构的,它能够拥有高效的CPU利用率,却限制了多个核心CPU的使用,为此,Node.js提供了child_process
模块以通过多线程来实现对多核CPU的使用。
稳定性: 3 - 稳定
Node通过child_process
模块提供了popen(3)
数据流。
它能在非阻塞的方式中,通过stdin
,stdout
和stderr
传递数据。
请注意:某些程序使用内部线性缓冲I/O, 它并不妨碍node.js,只是你发送给子进程的数据不会被立即取消。
你可以使用require('child_process').spawn()
或require('child_process').fork()
创建一个子进程。这两种方法有区别,在下文中将进行解释。
开发过程中查看synchronous counterparts效率会更高。
类: ChildProcess
ChildProcess
是一个EventEmitter。
子进程有三个相关的流child.stdin
,child.stdout
和child.stderr
。他们可能和会父进程的stdiostreams共享,也可作为独立的对象。
不能直接调用ChildProcess类,使用spawn()
,exec()
,execFile()
或fork()
方法来创建子进程的实例。
事件: 'error'
err
{Error Object}错误。
发生于:
- 无法创建进程。
- 无法杀死进程。
- 无论什么原因导致给子进程发送消息失败。
注意:exit
事件有可能在错误发生后调用,也可能不调用,所以如果你监听这两个事件来触发函数,记得预防函数会被调用2次。
参考ChildProcess#kill()
和ChildProcess#send()
。
事件: 'exit'
code
{Number} 退出代码, 正常退出时才有效。signal
{String} 如果是被父进程杀死,则它为传递给子进程的信号
子进程结束的时候触发这个事件。如果子进程正常终止,则code
为最终的退出代码,否则为null
。如果是由signal
引起的终止,则signal
为字符串,否则为 null
。
注意:子进程的stdio流可能仍为开启模式。
注意,node为'SIGINT'
和'SIGTERM
' 建立句柄,所以当信号来临的时候,他们不会终止而是退出。
参靠waitpid(2)
。
事件: 'close'
code
{Number} 退出代码, 正常退出时才有效。signal
{String} 如果是被父进程杀死,则它为传递给子进程的信号。
子进程里所有stdio流都关闭时触发这个事件。要和'exit'区分开,因为多进程可以共享一个stdio流。
Event: 'disconnect'
父进程或子进程中调用.disconnect()
方法后触发这个事件。断开后不会在互发消息,并且.connected
属性值为false。
Event: 'message'
message
{Object} 一个解析过的JSON对象,或者一个原始值。sendHandle
{Handle object} 一个Socket或Server对象
通过.send(message, [sendHandle])
传递消息。
child.stdin
- {Stream object}
子进程的stdin
是Writable Stream
(可写流)。如果子进程在等待输入,它就会暂停直到通过调用end()
来关闭。
child.stdin
是child.stdio[0]
的缩写。这两个都指向同一个对象,或者null。
child.stdout
- {Stream object}
子进程的stdout
是Readable Stream
(可读流)。
child.stdout
是 child.stdio[1]
的缩写。 这两个都指向同一个对象,或者null。
child.stderr
- {Stream object}
子进程的stderr
是Readable Stream
(可写流)。
child.stderr
是child.stdio[2]
缩写。这两个都指向同一个对象,或者null。
child.stdio
- {Array}
子进程的管道数组和spawn的stdio里设置为'pipe'
的内容次序相对应。
注意,流[0-2]也能分别用ChildProcess.stdin、ChildProcess.stdout和ChildProcess.stderrNote来表示。
在下面的例子里,只有子进程的fd1
设置为pipe管道,所以父进程的child.stdio[1]
是流(stream),数组里其他值为null
。
child = child_process.spawn("ls", {
stdio: [
0, // use parents stdin for child
'pipe', // pipe child's stdout to parent
fs.openSync("err.out", "w") // direct child's stderr to a file
]
});
assert.equal(child.stdio[0], null);
assert.equal(child.stdio[0], child.stdin);
assert(child.stdout);
assert.equal(child.stdio[1], child.stdout);
assert.equal(child.stdio[2], null);
assert.equal(child.stdio[2], child.stderr);
child.pid
- {Integer}
子进程的PID。
例子:
var spawn = require('child_process').spawn,
grep = spawn('grep', ['ssh']);
console.log('Spawned child pid: ' + grep.pid);
grep.stdin.end();
child.connected
- {Boolean} 调用`.disconnect'后设置为false
如果.connected
为 false,消息不再可用。
child.kill([signal])
signal
{String}
发送信号给子进程。如果没有参数,会发送'SIGTERM'
,参见signal(7)
里的可用的信号列表。
var spawn = require('child_process').spawn,
grep = spawn('grep', ['ssh']);
grep.on('close', function (code, signal) {
console.log('child process terminated due to receipt of signal '+signal);
});
// send SIGHUP to process
grep.kill('SIGHUP');
当信号无法传递的时候会触发'error'
事件。给已经终止的进程发送信号不会触发'error'
事件,但是可以能引起不可预知的后果: 因为有可能PID (进程ID) 已经重新分配给其他进程,信号就会被发送到新的进程里,无法想象这样会引发什么样的事情。
注意:当函数调用kill
信号的时候,它实际并并不会杀死进程,只是发送信号给进程。
参见kill(2)
child.send(message[, sendHandle])
message
{Object}sendHandle
{Handle object}
使用child_process.fork()
的时候,你能用child.send(message, [sendHandle])
给子进程写数据,子进程通过'message'
接收消息。
例如:
var cp = require('child_process');
var n = cp.fork(__dirname + '/sub.js');
n.on('message', function(m) {
console.log('PARENT got message:', m);
});
n.send({ hello: 'world' });
子进程的代码'sub.js'
:
process.on('message', function(m) {
console.log('CHILD got message:', m);
});
process.send({ foo: 'bar' });
子进程代码里的process
对象拥有send()
方法,当它通过信道接收到信息时会触发,并返回对象。
注意:父进程和子进程send()
是同步的,不要用来发送大块的数据(可以用管道来代替,参见child_process.spawn
)。
不过发送{cmd: 'NODE_foo'}
消息是特殊情况。所有包含NODE_
前缀的消息都不会被触发,因为它们是node的内部的核心消息,它们会在internalMessage
事件里触发,尽量避免使用这个特性。
child.send()
里的sendHandle
属性用来发送TCP服务或socket对象给其他的进程,子进程会用接收到的对象作为message
事件的第二个参数。
如果不能发出消息会触发'error'
事件,比如子进程已经退出。
例子: 发送 server 对象
以下是例子:
var child = require('child_process').fork('child.js');
// Open up the server object and send the handle.
var server = require('net').createServer();
server.on('connection', function (socket) {
socket.end('handled by parent');
});
server.listen(1337, function() {
child.send('server', server);
});
子进程将会收到这个server对象:
process.on('message', function(m, server) {
if (m === 'server') {
server.on('connection', function (socket) {
socket.end('handled by child');
});
}
});
注意,现在父子进程共享了server,某些连接会被父进程处理,某些会被子进程处理。
dgram
服务器,工作流程是一样的,监听的是message
事件,而不是connection
,使用server.bind
而不是server.listen
。(目前仅支持UNIX平台)
例子: 发送 socket 对象
以下是发送socket对象的例子。他将会创建2个子线程,并且同时处理连接,一个将远程地址74.125.127.100
当做VIP发送到一个特殊的子进程,另外一个发送到正常进程。var normal=require('child_process').fork('child.js', ['normal']);var special = require('child_process').fork('child.js', ['special']);
// Open up the server and send sockets to child
var server = require('net').createServer();
server.on('connection', function (socket) {
// if this is a VIP
if (socket.remoteAddress === '74.125.127.100') {
special.send('socket', socket);
return;
}
// just the usual dudes
normal.send('socket', socket);
});
server.listen(1337);
child.js
代码如下:
process.on('message', function(m, socket) {
if (m === 'socket') {
socket.end('You were handled as a ' + process.argv[2] + ' person');
}
});
注意,当socket发送给子进程后,如果这个socket被销毁,父进程不再跟踪它,相应的.connections
属性会变为null
。这种情况下,不建议使用 .maxConnections
。
child.disconnect()
关闭父子进程间的所有IPC通道,能让子进程优雅的退出。调用这个方法后,父子进程里的.connected
标志会变为false
,之后不能再发送消息。
当进程里没有消息需要处理的时候,会触发'disconnect'事件。
注意,在子进程还有IPC通道的情况下(如fork()
),也可以调用process.disconnect()
来关闭它。
创建异步处理
这些方法遵从常用的异步处理模式(比如回调,或者返回一个事件处理)。
child_process.spawn(command[, args][, options])
command
{String} 要运行的命令args
{Array} 字符串参数表options
{Object}cwd
{String} 子进程的工作目录env
{Object} 环境stdio
{Array|String} 子进程的stdio配置。customFds
{Array} Deprecated 作为子进程stdio使用的文件标示符。detached
{Boolean} 子进程将会变成一个进程组的领导者。uid
{Number} 设置用户进程的ID。(参见setuid(2))gid
{Number} 设置进程组的ID。(参见 setgid(2))
- 返回: {ChildProcess object}
用指定的command
发布一个子进程,args
是命令行参数。如果忽略,args
是空数组。
第三个参数用来指定附加设置,默认值:
{ cwd: undefined,
env: process.env
}
创建的子进程里使用cwd
指定工作目录,如果没有指定,默认继承自当前的工作目录。
使用env
来指定新进程可见的环境变量。默认是process.env
。
例如,运行ls -lh /usr
,获取stdout
,stderr
和退出代码:
var spawn = require('child_process').spawn,
ls = spawn('ls', ['-lh', '/usr']);
ls.stdout.on('data', function (data) {
console.log('stdout: ' + data);
});
ls.stderr.on('data', function (data) {
console.log('stderr: ' + data);
});
ls.on('close', function (code) {
console.log('child process exited with code ' + code);
});
例如:通过一个非常精巧的方法执行'ps ax | grep ssh'
var spawn = require('child_process').spawn,
ps = spawn('ps', ['ax']),
grep = spawn('grep', ['ssh']);
ps.stdout.on('data', function (data) {
grep.stdin.write(data);
});
ps.stderr.on('data', function (data) {
console.log('ps stderr: ' + data);
});
ps.on('close', function (code) {
if (code !== 0) {
console.log('ps process exited with code ' + code);
}
grep.stdin.end();
});
grep.stdout.on('data', function (data) {
console.log('' + data);
});
grep.stderr.on('data', function (data) {
console.log('grep stderr: ' + data);
});
grep.on('close', function (code) {
if (code !== 0) {
console.log('grep process exited with code ' + code);
}
});
options.stdio
stdio
可能是以下几个参数之一:
'pipe'
-['pipe', 'pipe', 'pipe']
,默认值'ignore'
-['ignore', 'ignore', 'ignore']
'inherit'
-[process.stdin, process.stdout, process.stderr]
或[0,1,2]
child_process.spawn()
里的'stdio'参数是一个数组,它和子进程的fd相对应,它的值如下:
'pipe'
- 创建在父进程和子进程间的pipe。管道的父进程端以child_process
的属性形式暴露给父进程,例如ChildProcess.stdio[fd]
。为fds 0 - 2创建的管道也可以通过ChildProcess.stdin,ChildProcess.stdout和ChildProcess.stderr来独立的访问。'ipc'
- 在父进程和子进程间创建一个IPC通道来传递消息/文件描述符。一个子进程最多有1个IPC stdio文件标识。设置这个选项会激活ChildProcess.send() 方法。如果子进程向此文件标识写入JSON消息,则会触发ChildProcess.on('message') 。如果子进程是Node.js程序,那么IPC通道会激活process.send()和 process.on('message')。'ignore'
- 在子进程里不要设置这个文件标识,需要注意,Node总会为其spawn的进程打开fd 0-2。如果任何一个被ignored,node将会打开/dev/null
并赋给子进程的fd。Stream
对象 - 共享一个tty、file、socket或刷(pipe)可读或可写流给子进程。该流底层(underlying)的文件标识在子进程中被复制给stdio数组索引对应的文件标识(fd)。正数 - 这个整数被理解为一个在父进程中打开的文件标识,它和子进程共享,就和共享
Stream
对象类似。null
,undefined
- 使用默认值。 对于stdio fds 0、1 and 2 (换句话说,stdin、stdout或者stderr) ,pipe管道被建立。 对于fd 3及之后,默认是'ignore'
。
例如:
var spawn = require('child_process').spawn;
// Child will use parent's stdios
spawn('prg', [], { stdio: 'inherit' });
// Spawn child sharing only stderr
spawn('prg', [], { stdio: ['pipe', 'pipe', process.stderr] });
// Open an extra fd=4, to interact with programs present a
// startd-style interface.
spawn('prg', [], { stdio: ['pipe', null, null, null, 'pipe'] });
options.detached
如果设置了detached
选项,子进程将会被作为新进程组的leader,这使得子进程可以在父进程退出后继续运行。
缺省情况下父进程会等detached的子进程退出。要阻止父进程等待一个这样的子进程,调用child.unref()方法,则父进程的事件循环引用计数中将不会包含这个子进程。
detaching一个长期运行的进程,并重新将输出指向文件:
var fs = require('fs'),
spawn = require('child_process').spawn,
out = fs.openSync('./out.log', 'a'),
err = fs.openSync('./out.log', 'a');
var child = spawn('prg', [], {
detached: true,
stdio: [ 'ignore', out, err ]
});
child.unref();
使用detached
选项来启动一个长时间运行的进程时,进程不会在后台保持运行,除非他提供了一个不连接到父进程的stdio
。如果继承了父进程的stdio
,则子进程会继续控制终端。
options.customFds
已废弃,customFds
允许指定特定文件描述符作为子进程的stdio
。该API无法移植到所有平台,因此被废弃。使用customFds
可以将新进程的 [stdin
, stdout
,stderr
] 钩到已有流上;-1表示创建新流。自己承担使用风险。
参见:child_process.exec()
和child_process.fork()
child_process.exec(command[, options], callback)
command
{String} 要执行的命令,空格分割options
{Object}cwd
{String} 子进程的当前工作目录env
{Object} 环境变量encoding
{String} (默认: 'utf8')shell
{String} 运行命令的shell(默认为: '/bin/sh' UNIX, 'cmd.exe' Windows, 该shell必须接收UNIX上的-c
开关 ,或者Windows上的/s /c
开关。Windows上,命令解析必须兼容cmd.exe
。)timeout
{Number} (默认: 0)maxBuffer
{Number} (默认:200*1024
)killSignal
{String} (默认: 'SIGTERM')uid
{Number} 设置进程里的用户标识。 (见 setuid(2)。)gid
{Number} 设置进程里的群组标识。(见 setgid(2)。)
callback
{Function} 进程终止的时候调用error
{Error}stdout
{Buffer}stderr
{Buffer}
- 返回: ChildProcess对象
在shell里执行命令,并缓冲输出。
var exec = require('child_process').exec,
child;
child = exec('cat *.js bad_file | wc -l',
function (error, stdout, stderr) {
console.log('stdout: ' + stdout);
console.log('stderr: ' + stderr);
if (error !== null) {
console.log('exec error: ' + error);
}
});
回调参数是(error, stdout, stderr)
。如果成功,则,error
值为null
。 如果失败,则error
变为Error
的实例,error.code
等于子进程退出码,并且 error.signal
会被设置为结束进程的信号名。
第二个参数可以设置一些选项。默认如下:
{ encoding: 'utf8',
timeout: 0,
maxBuffer: 200*1024,
killSignal: 'SIGTERM',
cwd: null,
env: null }
如果timeout
大于0,子进程运行时间超过timeout
时会被终止。killSignal
(默认: 'SIGTERM'
)能杀死子进程。maxBuffer
设定了stdout或stderr的最大数据量,如果子进程的数量量超过了,将会被杀死。
(file[, args][, options][, callback])
file
{String} 要运行的程序的文件名args
{Array} 参数列表options
{Object}cwd
{String} 子进程的工作目录env
{Object} 环境encoding
{String} (默认: 'utf8')timeout
{Number} (默认: 0)maxBuffer
{Number} (默认: 200*1024)killSignal
{String} (默认: 'SIGTERM')uid
{Number} 设置进程里的用户标识。 (参见setuid(2)。)gid
{Number} 设置进程里的群组标识。(参见setgid(2)。)
callback
{Function} 进程终止的时候调用error
{Error}stdout
{Buffer}stderr
{Buffer}
- 返回: ChildProcess对象
和child_process.exec()
类似,不同之处在于这是执行一个指定的文件,因此它比child_process.exec
精简些,参数相同。
child_process.fork(modulePath[, args][, options])
modulePath
{String} 子进程里运行的模块args
{Array} 参数列表options
{Object}cwd
{String} 子进程的工作目录env
{Object} 环境execPath
{String} 执行文件路径execArgv
{Array} 执行参数(默认:process.execArgv
)silent
{Boolean} 如果是 true ,子进程将会用父进程的 stdin, stdout, and stderr ,否则,将会继承自父进程, 更多细节,参见spawn()
的stdio
参数里的 "pipe" 和 "inherit" 选项(默认 false)uid
{Number} 设置进程里的用户标识。 (见 setuid(2)。)gid
{Number} 设置进程里的群组标识。 (见 setgid(2)。)
- 返回: ChildProcess对象
这是spawn()
的特殊例子,用于派生Node进程。除了拥有子进程的所有方法,它的返回对象还拥有内置通讯通道。参见child.send(message, [sendHandle])
。
这些Nodes是全新的V8实例化,假设每个Node最少需要30ms的启动时间,10mb的存储空间,可想而知,创建几千个Node是不太现实的。
options
对象中的execPath
属性可以用于执行文件(非当前node
)创建子进程。这需要小心使用,缺省情况下fd表示子进程的NODE_CHANNEL_FD
环境变量。该fa的输入和输出是以行分割的JSON对象。
创建同步进程
以下这些方法是同步的,意味着他会阻塞事件循环,并暂停执行代码,直到spawned的进程退出。
同步方法简化了任务进程,比如大为简化在应用初始化加载/处理过程。
child_process.spawnSync(command[, args][, options])
command
{String} 要执行的命令args
{Array} 参数列表options
{Object}cwd
{String} 子进程的当前工作目录input
{String|Buffer} 传递给spawned进程的值,这个值将会重写stdio[0]
stdio
{Array} 子进程的stdio配置。env
{Object} 环境变量uid
{Number} 设置用户进程的ID。 (参见setuid(2)。)gid
{Number} 设置进程组的ID。 (参见setgid(2)。)timeout
{Number} 子进程运行最大毫秒数。 (默认: undefined)killSignal
{String} 用来终止子进程的信号。 (默认: 'SIGTERM')maxBuffer
{Number}encoding
{String} stdio输入和输出的编码方式。 (默认: 'buffer')
- 返回: {Object}
pid
{Number} 子进程的pidoutput
{Array} stdio输出的结果数组stdout
{Buffer|String}output[1]
的内容stderr
{Buffer|String}output[2]
的内容status
{Number} 子进程的退出代码signal
{String} 用来杀死子进程的信号error
{Error} 子进程错误或超时的错误代码
spawnSync
直到子进程关闭才会返回。超时或者收到killSignal
信号,也不会返回,直到进程完全退出。进程处理完SIGTERM
信号后并不会结束,直到子进程完全退出。
child_process.execFileSync(command[, args][, options])
command
{String} 要执行的命令args
{Array} 参数列表options
{Object}cwd
{String} 子进程的当前工作目录input
{String|Buffer}传递给spawned进程的值,这个值将会重写stdio[0]
stdio
{Array}子进程的stdio配置。 (默认: 'pipe')stderr
默认情况下会输出给父进程的' stderr除非指定了stdio
env
{Object} 环境变量uid
{Number} 设置用户进程的ID。 (参见setuid(2)。)gid
{Number} 设置进程组的ID。 (参见setgid(2)。)timeout
{Number} 进程运行最大毫秒数。 (默认: undefined)killSignal
{String} 用来终止子进程的信号。 (默认: 'SIGTERM')maxBuffer
{Number}encoding
{String} stdio输入和输出的编码方式。 (默认: 'buffer')
- 返回: {Buffer|String} 来自命令的stdout
直到子进程完全退出,execFileSync
才会返回。超时或者收到killSignal
信号,也不会返回,直到进程完全退出。进程处理完SIGTERM
信号后并不会结束,直到子进程完全退出。
如果进程超时,或者非正常退出,这个方法将会抛出异常。Error
会包含整个child_process.spawnSync
结果。
child_process.execSync(command[, options])
command
{String} 要执行的命令options
{Object}cwd
{String} 子进程的当前工作目录input
{String|Buffer} 传递给spawned进程的值,这个值将会重写stdio[0]
stdio
{Array} 子进程的stdio配置。 (默认: 'pipe')stderr
默认情况下会输出给父进程的' stderr 除非指定了stdio
env
{Object} 环境变量uid
{Number} 设置用户进程的ID。 (参见setuid(2)。)gid
{Number} 设置进程组的ID。 (参见setgid(2)。)timeout
{Number} 进程运行最大毫秒数。 (默认: undefined)killSignal
{String} 用来终止子进程的信号。 (默认: 'SIGTERM')maxBuffer
{Number}encoding
{String} stdio输入和输出的编码方式。 (默认: 'buffer')
- 返回: {Buffer|String}来自命令的stdout
直到子进程完全退出,execSync
才会返回。超时或者收到killSignal
信号,也不会返回,直到进程完全退出。进程处理完SIGTERM
信号后并不会结束,直到子进程完全退出。
如果进程超时,或者非正常退出,这个方法将会抛出异常。Error
会包含整个child_process.spawnSync
结果。
以上就是Node.js官方文档中有关子进程的介绍。
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