node.js整理 05进程管理

简介

• NodeJS可以感知和控制自身进程的运行环境和状态，也可以创建子进程并与其协同工作，这使得NodeJS可以把多个程序组合在一起共同完成某项工作，并在其中充当胶水和调度器的作用

常用API

Process

• 任何一个进程都有启动进程时使用的命令行参数，有标准输入标准输出，有运行权限，有运行环境和运行状态。
• 在NodeJS中，可以通过process对象感知和控制NodeJS自身进程的方方面面。另外需要注意的是，process不是内置模块，而是一个全局对象，因此在任何地方都可以直接使用。

Child Process

• 使用child_process模块可以创建和控制子进程。该模块提供的API中最核心的是.spawn，其余API都是针对特定使用场景对它的进一步封装，算是一种语法糖。

Cluster

• cluster模块是对child_process模块的进一步封装，专用于解决单进程NodeJS Web服务器无法充分利用多核CPU的问题。
• 使用该模块可以简化多进程服务器程序的开发，让每个核上运行一个工作进程，并统一通过主进程监听端口和分发请求。

应用场景

如何获取命令行参数

• 可以通过process.argv获取命令行参数。
• 但node执行程序路径和主模块文件路径固定占据了argv[0]和argv[1]两个位置，而第一个命令行参数从argv[2]开始。

function main(argv) {
    // ...
}

main(process.argv.slice(2));

如何退出程序

• 通常一个程序做完所有事情后就正常退出了，这时程序的退出状态码为0。
• 或者一个程序运行时发生了异常后就挂了，这时程序的退出状态码不等于0。
• 如果在代码中捕获了某个异常，但是觉得程序不应该继续运行下去，需要立即退出，并且需要把退出状态码设置为指定数字，比如1，就可以按照以下方式：

try {
    // ...
} catch (err) {
    // ...
    process.exit(1);
}

如何控制输入输出

• NodeJS程序的标准输入流（stdin）、一个标准输出流（stdout）、一个标准错误流（stderr）分别对应process.stdin、process.stdout和process.stderr，
• 第一个是只读数据流，后边两个是只写数据流，对它们的操作按照对数据流的操作方式即可。

function log() {
    process.stdout.write(
        util.format.apply(util, arguments) + '
');
}

如何降权

• 在Linux系统下，需要使用root权限才能监听1024以下端口。
• 但是一旦完成端口监听后，继续让程序运行在root权限下存在安全隐患，因此最好能把权限降下来。

http.createServer(callback).listen(80, function () {
    var env = process.env,
        uid = parseInt(env['SUDO_UID'] || process.getuid(), 10),
        gid = parseInt(env['SUDO_GID'] || process.getgid(), 10);

    process.setgid(gid);
    process.setuid(uid);
});

• 如果是通过sudo获取root权限的，运行程序的用户的UID和GID保存在环境变量SUDO_UID和SUDO_GID里边。

• 如果是通过chmod +s方式获取root权限的，运行程序的用户的UID和GID可直接通过process.getuid和process.getgid方法获取;process.setuid和process.setgid方法只接受number类型的参数。

• 降权时必须先降GID再降UID，否则顺序反过来的话就没权限更改程序的GID了。

如何创建子进程

var child = child_process.spawn('node', [ 'xxx.js' ]);

child.stdout.on('data', function (data) {
    console.log('stdout: ' + data);
});

child.stderr.on('data', function (data) {
    console.log('stderr: ' + data);
});

child.on('close', function (code) {
    console.log('child process exited with code ' + code);
});

• 使用了.spawn(exec, args, options)方法，该方法支持三个参数。

  • 第一个参数是执行文件路径，可以是执行文件的相对或绝对路径，也可以是根据PATH环境变量能找到的执行文件名。
  • 第二个参数中，数组中的每个成员都按顺序对应一个命令行参数。
  • 第三个参数可选，用于配置子进程的执行环境与行为。

• 上例中虽然通过子进程对象的.stdout和.stderr访问子进程的输出，但通过options.stdio字段的不同配置，可以将子进程的输入输出重定向到任何数据流上，或者让子进程共享父进程的标准输入输出流，或者直接忽略子进程的输入输出。

进程间如何通讯

• 在Linux系统下，进程之间可以通过信号互相通信

/* parent.js */
var child = child_process.spawn('node', [ 'child.js' ]);

child.kill('SIGTERM');

/* child.js */
process.on('SIGTERM', function () {
    cleanUp();
    process.exit(0);
});

• 上例中，父进程通过.kill方法向子进程发送SIGTERM信号，子进程监听process对象的SIGTERM事件响应信号。
• 不要被.kill方法的名称迷惑了，该方法本质上是用来给进程发送信号的，进程收到信号后具体要做啥，完全取决于信号的种类和进程自身的代码。
• 如果父子进程都是NodeJS进程，就可以通过IPC（进程间通讯）双向传递数据

/* parent.js */
var child = child_process.spawn('node', [ 'child.js' ], {
        stdio: [ 0, 1, 2, 'ipc' ]
    });

child.on('message', function (msg) {
    console.log(msg);
});

child.send({ hello: 'hello' });

/* child.js */
process.on('message', function (msg) {
    msg.hello = msg.hello.toUpperCase();
    process.send(msg);
});

• 父进程在创建子进程时，在options.stdio字段中通过ipc开启了一条IPC通道，之后就可以监听子进程对象的message事件接收来自子进程的消息，并通过.send方法给子进程发送消息。
• 在子进程这边，可以在process对象上监听message事件接收来自父进程的消息，并通过.send方法向父进程发送消息。数据在传递过程中，会先在发送端使用JSON.stringify方法序列化，再在接收端使用JSON.parse方法反序列化。

如何守护子进程

• 守护进程一般用于监控工作进程的运行状态，在工作进程不正常退出时重启工作进程，保障工作进程不间断运行

/* daemon.js */
function spawn(mainModule) {
    var worker = child_process.spawn('node', [ mainModule ]);

    worker.on('exit', function (code) {
        if (code !== 0) {
            spawn(mainModule);
        }
    });
}

spawn('worker.js');

• 工作进程非正常退出时，守护进程立即重启工作进程