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Node.js中的進(jìn)程與線程

1. 回顧進(jìn)程和線程的定義

  • 進(jìn)程（Process）是計(jì)算機(jī)中的程序關(guān)于某數(shù)據(jù)集合上的一次運(yùn)行活動(dòng)，是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的基本單位。

    為橋西等地區(qū)用戶提供了全套網(wǎng)頁設(shè)計(jì)制作服務(wù)，及橋西網(wǎng)站建設(shè)行業(yè)解決方案。主營業(yè)務(wù)為做網(wǎng)站、成都網(wǎng)站建設(shè)、橋西網(wǎng)站設(shè)計(jì)，以傳統(tǒng)方式定制建設(shè)網(wǎng)站，并提供域名空間備案等一條龍服務(wù)，秉承以專業(yè)、用心的態(tài)度為用戶提供真誠的服務(wù)。我們深信只要達(dá)到每一位用戶的要求，就會(huì)得到認(rèn)可，從而選擇與我們長期合作。這樣，我們也可以走得更遠(yuǎn)！

  • 線程（Thread）是操作系統(tǒng)能夠進(jìn)行運(yùn)算調(diào)度的最小單位。它被包含在進(jìn)程之中，是進(jìn)程中的實(shí)際運(yùn)作單位。

2. Node.js的單線程

Node特點(diǎn)主線程是單線程的 一個(gè)進(jìn)程只開一個(gè)主線程,基于事件驅(qū)動(dòng)的、異步非阻塞I/O，可以應(yīng)用于高并發(fā)場(chǎng)景。

Nodejs中沒有多線程，為了充分利用多核cpu,可以使用子進(jìn)程實(shí)現(xiàn)內(nèi)核的負(fù)載均衡，那我們就要解決以下問題：

  • Node.js 做耗時(shí)的計(jì)算時(shí)候阻塞問題。

  • Node.js如何開啟多進(jìn)程。

  • 開發(fā)過程中如何實(shí)現(xiàn)進(jìn)程守護(hù)。

3. 場(chǎng)景實(shí)例

 
 
 
    
  
  
  
  1. const http = require('http'); http.createServer((req,res)=>{     if(req.url === '/sum'){ // 求和         let sum = 0;         for(let i = 0 ; i < 10000000000 ;i++){             sum+=i;         }         res.end(sum+'')     }else{         res.end('end');     } }).listen(3000); // 這里我們先訪問/sum，在新建一個(gè)瀏覽器頁卡訪問/  // 會(huì)發(fā)現(xiàn)要等待/sum路徑處理后才能處理/路徑   
    2.

4. 開啟進(jìn)程

Node.js 進(jìn)程創(chuàng)建，是通過child_process模塊實(shí)現(xiàn)的：

  • child_process.spawn(） 異步生成子進(jìn)程。

  • child_process.fork() 產(chǎn)生一個(gè)新的Node.js進(jìn)程，并使用建立的IPC通信通道調(diào)用指定的模塊，該通道允許在父級(jí)和子級(jí)之間發(fā)送消息。

  • child_process.exec() 產(chǎn)生一個(gè)shell并在該shell中運(yùn)行命令。

  • child_process.execFile() 無需產(chǎn)生shell。

4.1. spawn

spawn 產(chǎn)卵，可以通過此方法創(chuàng)建一個(gè)子進(jìn)程：

 
 
 
    
  
  
  
  1. let { spawn } = require("child_process"); let path = require("path"); // 通過node命令執(zhí)行sub_process.js文件 let childProcess = spawn("node",['sub_process.js'], {   cwd: path.resolve(__dirname, "test"), // 找文件的目錄是test目錄下   stdio: [0, 1, 2]  }); // 監(jiān)控錯(cuò)誤 childProcess.on("error", function(err) {   console.log(err); }); // 監(jiān)聽關(guān)閉事件 childProcess.on("close", function() {   console.log("close"); }); // 監(jiān)聽退出事件 childProcess.on("exit", function() {   console.log("exit"); });  
    2.   
  
  
  2. stido 這個(gè)屬性非常有特色，這里我們給了0，1，2這三個(gè)值分別對(duì)應(yīng)住進(jìn)程的 process.stdin ， process.stdout 和 process.stderr 這代表著主進(jìn)程和子進(jìn)程共享標(biāo)準(zhǔn)輸入和輸出： 
    3.  
 
 
 
 
 
    
  
  
  
  1. let childProcess = spawn("node",['sub_process.js'], {   cwd: path.resolve(__dirname, "test"), // 找文件的目錄是test目錄下   stdio: [0, 1, 2]  });  
    2.

可以在當(dāng)前進(jìn)程下打印 sub_process.js 執(zhí)行結(jié)果默認(rèn)在不提供stdio參數(shù)時(shí)為 stdio:['pipe'] ，也就是只能通過流的方式實(shí)現(xiàn)進(jìn)程之間的通信：

 
 
 
    
  
  
  
  1. let { spawn } = require("child_process"); let path = require("path"); // 通過node命令執(zhí)行sub_process.js文件 let childProcess = spawn("node",['sub_process.js'], {   cwd: path.resolve(__dirname, "test"),   stdio:['pipe'] // 通過流的方式 }); // 子進(jìn)程讀取寫入的數(shù)據(jù) childProcess.stdout.on('data',function(data){     console.log(data); }); // 子進(jìn)程像標(biāo)準(zhǔn)輸出中寫入 process.stdout.write('hello');  
    2.

使用 ipc 方式通信，設(shè)置值為 stdio:['pipe','pipe','pipe','ipc'] 可以通過 on('message') 和 send 方式進(jìn)行通信：

 
 
 
    
  
  
  
  1. let { spawn } = require("child_process"); let path = require("path"); // 通過node命令執(zhí)行sub_process.js文件 let childProcess = spawn("node",['sub_process.js'], {   cwd: path.resolve(__dirname, "test"),   stdio:['pipe','pipe','pipe','ipc'] // 通過流的方式 }); // 監(jiān)聽消息 childProcess.on('message',function(data){     console.log(data); }); // 發(fā)送消息 process.send('hello');  
    2.

還可以傳入 ignore 進(jìn)行忽略，傳入 inherit 表示默認(rèn)共享父進(jìn)程的標(biāo)準(zhǔn)輸入和輸出。

產(chǎn)生獨(dú)立進(jìn)程:

 
 
 
    
  
  
  
  1. let { spawn } = require("child_process"); let path = require("path"); // 通過node命令執(zhí)行sub_process.js文件 let child = spawn('node',['sub_process.js'],{     cwd:path.resolve(__dirname,'test'),     stdio: 'ignore',     detached:true // 獨(dú)立的線程 }); child.unref(); // 放棄控制  
    2.

4.2. fork

衍生新的進(jìn)程,默認(rèn)就可以通過 ipc 方式進(jìn)行通信：

 
 
 
    
  
  
  
  1. let { fork } = require("child_process"); let path = require("path"); // 通過node命令執(zhí)行sub_process.js文件 let childProcess = fork('sub_process.js', {   cwd: path.resolve(__dirname, "test"), }); childProcess.on('message',function(data){     console.log(data); });  
    2.

fork 是基于 spawn 的，可以多傳入一個(gè) silent 屬性來設(shè)置是否共享輸入和輸出。

fork原理：

 
 
 
    
  
  
  
  1. function fork(filename,options){     let stdio = ['inherit','inherit','inherit']     if(options.silent){ // 如果是安靜的  就忽略子進(jìn)程的輸入和輸出         stdio = ['ignore','ignore','ignore']     }     stdio.push('ipc'); // 默認(rèn)支持ipc的方式     options.stdio = stdio     return spawn('node',[filename],options) }  
    2.

到了這里我們就可以解決“3.場(chǎng)景實(shí)例”中的場(chǎng)景實(shí)例了：

 
 
 
    
  
  
  
  1. const http = require('http'); const {fork} = require('child_process'); const path = require('path'); http.createServer((req,res)=>{     if(req.url === '/sum'){         let childProcess = fork('calc.js',{             cwd:path.resolve(__dirname,'test')         });         childProcess.on('message',function(data){             res.end(data+'');         })     }else{         res.end('ok');     } }).listen(3000);  
    2.

4.3. execFile

通過 node 指令，直接執(zhí)行某個(gè)文件：

 
 
 
    
  
  
  
  1. let childProcess = execFile("node",['./test/sub_process'],function(err,stdout,stdin){     console.log(stdout);  });  
    2.

內(nèi)部調(diào)用的是  spawn 方法。

4.4. exec

 
 
 
    
  
  
  
  1. let childProcess = exec("node './test/sub_process'",function(err,stdout,stdin){     console.log(stdout) });  
    2.

內(nèi)部調(diào)用的是 execFile ，其實(shí)以上三個(gè)方法都是基于 spawn 的。

5. cluster

Node.js的單個(gè)實(shí)例在單個(gè)線程中運(yùn)行。為了利用多核系統(tǒng)，用戶有時(shí)會(huì)希望啟動(dòng)Node.js進(jìn)程集群來處理負(fù)載。 自己通過進(jìn)程來實(shí)現(xiàn)集群。

子進(jìn)程與父進(jìn)程共享HTTP服務(wù)器 fork實(shí)現(xiàn)：

 
 
 
    
  
  
  
  1. let http = require('http'); let {     fork } = require('child_process'); let fs = require('fs'); let net = require('net'); let path = require('path'); let child = fork(path.join(__dirname, '8.child.js')); let server = net.createServer(); server.listen(8080, '127.0.0.1', function () {     child.send('server', server);     console.log('父進(jìn)程中的服務(wù)器已經(jīng)創(chuàng)建');     let httpServer = http.createServer();     httpServer.on('request', function (req, res) {         if (req.url != '/favicon.ico') {             let sum = 0;             for (let i = 0; i < 100000; i++) {                 sum += 1;             }             res.write('客戶端請(qǐng)求在父進(jìn)程中被處理。');             res.end('sum=' + sum);         }     });     httpServer.listen(server); });  
    2.  
 
 
 
 
 
    
  
  
  
  1. let http = require('http'); process.on('message', function (msg, server) {     if (msg == 'server') {         console.log('子進(jìn)程中的服務(wù)器已經(jīng)被創(chuàng)建');         let httpServer = http.createServer();         httpServer.on('request', function (req, res) {             if (req.url != '/favicon.ico') {                 sum = 0;                 for (let i = 0; i < 10000; i++) {                     sum += i;                 }                 res.write('客戶端請(qǐng)求在子進(jìn)程中被處理');                 res.end('sum=' + sum);             }         });         httpServer.listen(server);     } });  
    2.

進(jìn)程與父進(jìn)程共享socket對(duì)象：

 
 
 
    
  
  
  
  1. let {     fork } = require('child_process'); let path = require('path'); let child = fork(path.join(__dirname, '11.socket.js')); let server = require('net').createServer(); server.on('connection', function (socket) {     if (Date.now() % 2 == 0) {         child.send('socket', socket);     } else {         socket.end('客戶端請(qǐng)求被父進(jìn)程處理!');     } }); server.listen(41234, );  
    2.  
 
 
 
 
 
    
  
  
  
  1. process.on('message', function (m, socket) {     if (m === 'socket') {         socket.end('客戶端請(qǐng)求被子進(jìn)程處理.');     } });  
    2.

使用cluster模塊更加方便：

 
 
 
    
  
  
  
  1. let cluster = require("cluster"); let http = require("http"); let cpus = require("os").cpus(). 
    2.

網(wǎng)站名稱：Node.js中的進(jìn)程與線程
轉(zhuǎn)載來于：http://m.5511xx.com/article/cophccp.html