扩展应用程序（ Scaling Application）

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2023-12-01

Node.js以单线程模式运行，但它使用事件驱动的范例来处理并发。它还有助于创建子进程，以便在基于多核CPU的系统上利用并行处理。

子进程总是有三个流child.stdin ， child.stdout和child.stderr ，它们可以与父进程的stdio流共享。

Node提供了child_process模块，该模块具有以下三种创建子进程的主要方法。

exec - child_process.exec方法在shell /控制台中运行命令并缓冲输出。
spawn - child_process.spawn使用给定命令启动新进程。
fork - child_process.fork方法是spawn（）创建子进程的特例。

The exec() method

child_process.exec方法在shell中运行命令并缓冲输出。它有以下签名 -

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

参数 (Parameters)

以下是所用参数的说明 -

command （String）要使用以空格分隔的参数运行的命令
options （Object）可能包含以下一个或多个选项 -
- cwd （String）子进程的当前工作目录
- env （Object）环境键值对
- encoding （String）（默认值:'utf8'）
- shell （String）用于执行命令的Shell（UNIX上的默认:'/ bin/sh'，Windows上的'cmd.exe'，shell应该理解UNIX上的-c开关或Windows上的/ s/c。在Windows上，命令行解析应该与cmd.exe兼容。）
- timeout （数字）（默认值:0）
- maxBuffer （Number）（默认值:200 * 1024）
- killSignal （String）（默认值:'SIGTERM'）
- uid （Number）设置进程的用户标识。
- gid （Number）设置进程的组标识。
callback该函数获取三个参数error ， stdout,和stderr ，它们在进程终止时使用输出调用。

exec（）方法返回一个具有最大大小的缓冲区，并等待进程结束并尝试一次返回所有缓冲的数据。

例子 (Example)

让我们创建两个名为support.js和master.js的js文件 -

File: support.js

console.log("Child Process " + process.argv[2] + " executed." );

File: master.js

const fs = require('fs');
const child_process = require('child_process');
for(var i=0; i<3; i++) {
   var workerProcess = child_process.exec('node support.js '+i,function 
      (error, stdout, stderr) {
      if (error) {
         console.log(error.stack);
         console.log('Error code: '+error.code);
         console.log('Signal received: '+error.signal);
      }
      console.log('stdout: ' + stdout);
      console.log('stderr: ' + stderr);
   });
   workerProcess.on('exit', function (code) {
      console.log('Child process exited with exit code '+code);
   });
}

现在运行master.js来查看结果 -

$ node master.js

验证输出。服务器已启动。

Child process exited with exit code 0
stdout: Child Process 1 executed.
stderr:
Child process exited with exit code 0
stdout: Child Process 0 executed.
stderr:
Child process exited with exit code 0
stdout: Child Process 2 executed.

The spawn() Method

child_process.spawn方法使用给定命令启动新进程。它有以下签名 -

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

参数 (Parameters)

以下是所用参数的说明 -

command （String）要运行的命令
args （Array）字符串参数列表
options （Object）可能包含以下一个或多个选项 -
- cwd （String）子进程的当前工作目录。
- env （Object）环境键值对。
- stdio （Array）String Child的stdio配置。
- customFds （Array）已弃用的子文件描述符，用于stdio。
- detached （布尔值）子将成为进程组的领导者。
- uid （Number）设置进程的用户标识。
- gid （Number）设置进程的组标识。

spawn（）方法返回流（stdout和stderr），当进程返回大量数据时应该使用它。一旦进程开始执行，spawn（）就开始接收响应。

例子 (Example)

创建两个名为support.js和master.js的js文件 -

File: support.js

console.log("Child Process " + process.argv[2] + " executed." );

File: master.js

const fs = require('fs');
const child_process = require('child_process');
for(var i = 0; i<3; i++) {
   var workerProcess = child_process.spawn('node', ['support.js', i]);
   workerProcess.stdout.on('data', function (data) {
      console.log('stdout: ' + data);
   });
   workerProcess.stderr.on('data', function (data) {
      console.log('stderr: ' + data);
   });
   workerProcess.on('close', function (code) {
      console.log('child process exited with code ' + code);
   });
}

现在运行master.js来查看结果 -

$ node master.js

验证输出。服务器已启动

stdout: Child Process 0 executed.
child process exited with code 0
stdout: Child Process 1 executed.
stdout: Child Process 2 executed.
child process exited with code 0
child process exited with code 0

The fork() Method

child_process.fork方法是spawn（）创建Node进程的特例。它有以下签名 -

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

参数 (Parameters)

以下是所用参数的说明 -

modulePath （String）要在子级中运行的模块。
args （Array）字符串参数列表
options （Object）可能包含以下一个或多个选项 -
- cwd （String）子进程的当前工作目录。
- env （Object）环境键值对。
- execPath （String）用于创建子进程的可执行文件。
- execArgv （Array）传递给可执行文件的字符串参数列表（默认值:process.execArgv）。
- silent （布尔值）如果为true，则子节点的stdin，stdout和stderr将通过管道输送到父节点，否则它们将从父节点继承，请参阅spawn（）的stdio的“管道”和“继承”选项更多细节（默认为false）。
- uid （Number）设置进程的用户标识。
- gid （Number）设置进程的组标识。

除了在普通的ChildProcess实例中具有所有方法之外，fork方法还返回具有内置通信通道的对象。

例子 (Example)

创建两个名为support.js和master.js的js文件 -

File: support.js

console.log("Child Process " + process.argv[2] + " executed." );

File: master.js

const fs = require('fs');
const child_process = require('child_process');
for(var i=0; i<3; i++) {
   var worker_process = child_process.fork("support.js", [i]);	
   worker_process.on('close', function (code) {
      console.log('child process exited with code ' + code);
   });
}

现在运行master.js来查看结果 -

$ node master.js

验证输出。服务器已启动。

Child Process 0 executed.
Child Process 1 executed.
Child Process 2 executed.
child process exited with code 0
child process exited with code 0
child process exited with code 0