Node.js中的child_process及進程通信

child_process是Node.js的一個十分重要的模塊,通過它可以實現創建多進程,以利用多核計算資源。

Node.js 0.8的child_process模塊提供了四個創建子進程的函數,分別是spawnexecexecFilefork。其中spawn是最原始的創建子進程的函數,其他三個都是對spawn不同程度的封裝。spawn只能運行指定的程序,參數需要在列表中給出,相當於execvp系統函數,而exec可以直接運行複雜的命令。

例如要運行ls -lh /usr,使用spawn需要寫成spawn('ls', ['-lh', '/usr']),而exec只需exec('ls -lh /usr')exec的實現原理是啓動了一個系統shell來解析參數,因此可以是非常複雜的命令,包括管道和重定向。此外,exec還可以直接接受一個回調函數作爲參數,回調函數有三個參數,分別是err, stdout, stderr,非常方便直接使用,例如:

child_process.exec('ls -lh /usr', function(err, stdout, stderr) {
  console.log(stdout);
});

如果使用spawn,則必須寫成:

child = child_process.spawn('ls', ['-lh', '/usr']);
child.stdout.setEncoding('utf8');
child.stdout.on('data', function(data) {
  console.log(data);
});

execFilespawn的參數相似,也需要分別指定執行的命令和參數,但可以接受一個回調函數,與exec的回調函數相同。它與exec的區別在於不啓動獨立的shell,因此相比更加輕量級。

fork函數用於直接運行Node.js模塊,例如fork('./child.js'),相當於spawn('node', ['./child.js'])。與默認的spawn不同的是,fork會在父進程與子進程直接建立一個IPC管道,用於父子進程之間的通信。例如:

var n = child_process.fork('./child.js');
n.on('message', function(m) {
  console.log('PARENT got message:', m);
});
n.send({ hello: 'world' });

child.js的內容:

process.on('message', function(m) {
  console.log('CHILD got message:', m);
});
process.send({ foo: 'bar' });

其中父進程調用fork函數獲取一個返回值,作爲子進程的句柄,通過send函數發送信息,on('message')監聽返回的信息,子進程通過內置的process對象相同的方法與父進程通信。

fork函數有一個問題,就是它只能運行JavaScript代碼,如果你喜歡用CoffeeScript(或者其他任何編譯到js的語言),是無法通過fork調用的。一個簡單的方法是把代碼編譯到JavaScript再運行,但是很不方便,有沒有什麼辦法呢?

答案是可以的,還是得回到spawn函數。spawn函數除了接受command, args外,還接受一個options參數。通過把options參數的stdio設爲['ipc'],即可在父子進程之間建立IPC管道。例如子進程使用CoffeeScript:

child_process = require('child_process')
options =
  stdio: ['ipc']
child = child_process.spawn 'coffee', ['./child.coffee'], options

其中只要把spawn的第一個參數設置爲運行對應腳本的解釋器,即可運行,例如使用Continuation.js,只需child = child_process.spawn('continuation', ['./child.coffee'], options)