1. 回顾进程和线程的定义
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进程（Process）是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位。
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线程（Thread）是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。
2. Node.js的单线程
Node特点主线程是单线程的 一个进程只开一个主线程,基于事件驱动的、异步非阻塞I/O，可以应用于高并发场景。
Nodejs中没有多线程，为了充分利用多核cpu,可以使用子进程实现内核的负载均衡，那我们就要解决以下问题：
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Node.js 做耗时的计算时候阻塞问题。
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Node.js如何开启多进程。
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开发过程中如何实现进程守护。
3. 场景实例
- 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); // 这里我们先访问/sum，在新建一个浏览器页卡访问/ // 会发现要等待/sum路径处理后才能处理/路径
4. 开启进程
Node.js 进程创建，是通过child_process模块实现的：
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child_process.spawn(） 异步生成子进程。
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child_process.fork() 产生一个新的Node.js进程，并使用建立的IPC通信通道调用指定的模块，该通道允许在父级和子级之间发送消息。
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child_process.exec() 产生一个shell并在该shell中运行命令。
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child_process.execFile() 无需产生shell。
4.1. spawn
spawn 产卵，可以通过此方法创建一个子进程：
- let { spawn } = require("child_process"); let path = require("path"); // 通过node命令执行sub_process.js文件 let childProcess = spawn("node",['sub_process.js'], { cwd: path.resolve(__dirname, "test"), // 找文件的目录是test目录下 stdio: [0, 1, 2] }); // 监控错误 childProcess.on("error", function(err) { console.log(err); }); // 监听关闭事件 childProcess.on("close", function() { console.log("close"); }); // 监听退出事件 childProcess.on("exit", function() { console.log("exit"); });
- stido 这个属性非常有特色，这里我们给了0，1，2这三个值分别对应住进程的 process.stdin ， process.stdout 和 process.stderr 这代表着主进程和子进程共享标准输入和输出：
- let childProcess = spawn("node",['sub_process.js'], { cwd: path.resolve(__dirname, "test"), // 找文件的目录是test目录下 stdio: [0, 1, 2] });
可以在当前进程下打印 sub_process.js 执行结果默认在不提供stdio参数时为 stdio:['pipe'] ，也就是只能通过流的方式实现进程之间的通信：
- let { spawn } = require("child_process"); let path = require("path"); // 通过node命令执行sub_process.js文件 let childProcess = spawn("node",['sub_process.js'], { cwd: path.resolve(__dirname, "test"), stdio:['pipe'] // 通过流的方式 }); // 子进程读取写入的数据 childProcess.stdout.on('data',function(data){ console.log(data); }); // 子进程像标准输出中写入 process.stdout.write('hello');
使用 ipc 方式通信，设置值为 stdio:['pipe','pipe','pipe','ipc'] 可以通过 on('message') 和 send 方式进行通信：
- let { spawn } = require("child_process"); let path = require("path"); // 通过node命令执行sub_process.js文件 let childProcess = spawn("node",['sub_process.js'], { cwd: path.resolve(__dirname, "test"), stdio:['pipe','pipe','pipe','ipc'] // 通过流的方式 }); // 监听消息 childProcess.on('message',function(data){ console.log(data); }); // 发送消息 process.send('hello');
还可以传入 ignore 进行忽略，传入 inherit 表示默认共享父进程的标准输入和输出。
产生独立进程:
- let { spawn } = require("child_process"); let path = require("path"); // 通过node命令执行sub_process.js文件 let child = spawn('node',['sub_process.js'],{ cwd:path.resolve(__dirname,'test'), stdio: 'ignore', detached:true // 独立的线程 }); child.unref(); // 放弃控制
4.2. fork
衍生新的进程,默认就可以通过 ipc 方式进行通信：
- let { fork } = require("child_process"); let path = require("path"); // 通过node命令执行sub_process.js文件 let childProcess = fork('sub_process.js', { cwd: path.resolve(__dirname, "test"), }); childProcess.on('message',function(data){ console.log(data); });
fork 是基于 spawn 的，可以多传入一个 silent 属性来设置是否共享输入和输出。
fork原理：
- function fork(filename,options){ let stdio = ['inherit','inherit','inherit'] if(options.silent){ // 如果是安静的 就忽略子进程的输入和输出 stdio = ['ignore','ignore','ignore'] } stdio.push('ipc'); // 默认支持ipc的方式 options.stdio = stdio return spawn('node',[filename],options) }
到了这里我们就可以解决“3.场景实例”中的场景实例了：
- 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);
4.3. execFile
通过 node 指令，直接执行某个文件：
- let childProcess = execFile("node",['./test/sub_process'],function(err,stdout,stdin){ console.log(stdout); });
内部调用的是 spawn 方法。
4.4. exec
- let childProcess = exec("node './test/sub_process'",function(err,stdout,stdin){ console.log(stdout) });
内部调用的是 execFile ，其实以上三个方法都是基于 spawn 的。
5. cluster
Node.js的单个实例在单个线程中运行。为了利用多核系统，用户有时会希望启动Node.js进程集群来处理负载。 自己通过进程来实现集群。
子进程与父进程共享HTTP服务器 fork实现：
- 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('父进程中的服务器已经创建'); 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('客户端请求在父进程中被处理。'); res.end('sum=' + sum); } }); httpServer.listen(server); });
- let http = require('http'); process.on('message', function (msg, server) { if (msg == 'server') { console.log('子进程中的服务器已经被创建'); 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('客户端请求在子进程中被处理'); res.end('sum=' + sum); } }); httpServer.listen(server); } });
进程与父进程共享socket对象：
- 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('客户端请求被父进程处理!'); } }); server.listen(41234, );
- process.on('message', function (m, socket) { if (m === 'socket') { socket.end('客户端请求被子进程处理.'); } });
使用cluster模块更加方便：
- let cluster = require("cluster"); let http = require("http"); let cpus = require("os").cpus().
