NodeJs是一個(gè)單進(jìn)程的語(yǔ)言，不能像Java那樣可以創(chuàng)建多線程來(lái)并發(fā)執(zhí)行。當(dāng)然在大部分情況下，NodeJs是不需要并發(fā)執(zhí)行的，因?yàn)樗鞘录?qū)動(dòng)性永不阻塞。但單進(jìn)程也有個(gè)問(wèn)題就是不能充分利用CPU的多核機(jī)制，根據(jù)前人的經(jīng)驗(yàn)，可以通過(guò)創(chuàng)建多個(gè)進(jìn)程來(lái)充分利用CPU多核，并且Node通過(guò)了child_process模塊來(lái)創(chuàng)建完成多進(jìn)程的操作。

child_process模塊給予node任意創(chuàng)建子進(jìn)程的能力，node官方文檔對(duì)于child_proces模塊給出了四種方法，映射到操作系統(tǒng)其實(shí)都是創(chuàng)建子進(jìn)程。但對(duì)于開(kāi)發(fā)者而已，這幾種方法的api有點(diǎn)不同

child_process.exec(command[, options][, callback]) 啟動(dòng)子進(jìn)程來(lái)執(zhí)行shell命令,可以通過(guò)回調(diào)參數(shù)來(lái)獲取腳本shell執(zhí)行結(jié)果

child_process.execfile(file[, args][, options][, callback]) 與exec類(lèi)型不同的是，它執(zhí)行的不是shell命令而是一個(gè)可執(zhí)行文件

child_process.spawn(command[, args][, options])僅僅執(zhí)行一個(gè)shell命令，不需要獲取執(zhí)行結(jié)果

child_process.fork(modulePath[, args][, options])可以用node執(zhí)行的.js文件，也不需要獲取執(zhí)行結(jié)果。fork出來(lái)的子進(jìn)程一定是node進(jìn)程

exec()與execfile()在創(chuàng)建的時(shí)候可以指定timeout屬性設(shè)置超時(shí)時(shí)間，一旦超時(shí)會(huì)被殺死

如果使用execfile()執(zhí)行可執(zhí)行文件，那么頭部一定是#!/usr/bin/env node

進(jìn)程間通信

node 與 子進(jìn)程之間的通信是使用IPC管道機(jī)制完成。如果子進(jìn)程也是node進(jìn)程(使用fork)，則可以使用監(jiān)聽(tīng)message事件和使用send()來(lái)通信。

main.js

var cp = require('child_process');
//只有使用fork才可以使用message事件和send()方法
var n = cp.fork('./child.js');
n.on('message',function(m){
 console.log(m);
})

n.send({"message":"hello"});

child.js

var cp = require('child_process');
process.on('message',function(m){
 console.log(m);
})
process.send({"message":"hello I am child"})

父子進(jìn)程之間會(huì)創(chuàng)建IPC通道，message事件和send()便利用IPC通道通信.

句柄傳遞

學(xué)會(huì)如何創(chuàng)建子進(jìn)程后，我們創(chuàng)建一個(gè)HTTP服務(wù)并啟動(dòng)多個(gè)進(jìn)程來(lái)共同做到充分利用CPU多核。

worker.js

var http = require('http');
http.createServer(function(req,res){
 res.end('Hello,World');
 //監(jiān)聽(tīng)隨機(jī)端口
}).listen(Math.round((1+Math.random())*1000),'127.0.0.1');

main.js

var fork = require('child_process').fork;
var cpus = require('os').cpus();
for(var i=0;i<cpus.length;i++){
 fork('./worker.js');
}

上述代碼會(huì)根據(jù)你的cpu核數(shù)來(lái)創(chuàng)建對(duì)應(yīng)數(shù)量的fork進(jìn)程，每個(gè)進(jìn)程監(jiān)聽(tīng)一個(gè)隨機(jī)端口來(lái)提供HTTP服務(wù)。

上述就完成了一個(gè)典型的Master-Worker主從復(fù)制模式。在分布式應(yīng)用中用于并行處理業(yè)務(wù)，具備良好的收縮性和穩(wěn)定性。這里需要注意，fork一個(gè)進(jìn)程代價(jià)是昂貴的，node單進(jìn)程事件驅(qū)動(dòng)具有很好的性能。此例的多個(gè)fork進(jìn)程是為了充分利用CPU的核，并非解決并發(fā)問(wèn)題.

上述示例有個(gè)不太好的地方就是占有了太多端口，那么能不能對(duì)于多個(gè)子進(jìn)程全部使用同一個(gè)端口從而對(duì)外提供http服務(wù)也只是使用這一個(gè)端口。嘗試將上述的端口隨機(jī)數(shù)改為8080，啟動(dòng)會(huì)發(fā)現(xiàn)拋出如下異常。

events.js:72
  throw er;//Unhandled 'error' event
Error:listen EADDRINUSE
XXXX

拋出端口被占有的異常，這意味著只有一個(gè)worker.js才能監(jiān)聽(tīng)8080端口，而其余的會(huì)拋出異常。

如果要解決對(duì)外提供一個(gè)端口的問(wèn)題，可以參考nginx反向代理的做法。對(duì)于Master進(jìn)程使用80端口對(duì)外提供服務(wù)，而對(duì)于fork的進(jìn)程則使用隨機(jī)端口，Master進(jìn)程接受到請(qǐng)求就將其轉(zhuǎn)發(fā)到fork進(jìn)程中

對(duì)于剛剛所說(shuō)的代理模式，由于進(jìn)程每收到一個(gè)連接會(huì)使用掉一個(gè)文件描述符，因此代理模式中客戶端連接到代理進(jìn)程，代理進(jìn)程再去連接fork進(jìn)程會(huì)使用掉兩個(gè)文件描述符，OS中文件描述符是有限的，為了解決這個(gè)問(wèn)題，node引入進(jìn)程間發(fā)送句柄的功能。

在node的IPC進(jìn)程通訊API中，send(message，[sendHandle])的第二個(gè)參數(shù)就是句柄。

句柄就是一種標(biāo)識(shí)資源的引用，它的內(nèi)部包含了指向?qū)ο蟮奈募枋龇?。句柄可以用?lái)描述一個(gè)socket對(duì)象，一個(gè)UDP套接子，一個(gè)管道主進(jìn)程向工作進(jìn)程發(fā)送句柄意味著當(dāng)主進(jìn)程接收到客戶端的socket請(qǐng)求后則直接將這個(gè)socket發(fā)送給工作進(jìn)程，而不需要再與工作進(jìn)程建立socket連接，則文件描述符的浪費(fèi)即可解決。我們來(lái)看示例代碼:

main.js

var cp = require('child_process');
var child = cp.fork('./child.js');
var server = require('net').createServer();
//監(jiān)聽(tīng)客戶端的連接
server.on('connection',function(socket){
 socket.end('handled by parent');
});
//啟動(dòng)監(jiān)聽(tīng)8080端口
server.listen(8080,function(){
//給子進(jìn)程發(fā)送TCP服務(wù)器(句柄)
 child.send('server',server);
});

child.js

process.on('message',function(m,server){
 if(m==='server'){
 server.on('connection',function(socket){
  socket.end('handle by child');
 });
 }
});

使用telnet或curl都可以測(cè)試:

wang@wang ~/code/nodeStudy $ curl 192.168.10.104:8080
handled by parent
wang@wang ~/code/nodeStudy $ curl 192.168.10.104:8080
handle by child
wang@wang ~/code/nodeStudy $ curl 192.168.10.104:8080
handled by parent
wang@wang ~/code/nodeStudy $ curl 192.168.10.104:8080
handled by parent
 

測(cè)試結(jié)果是每次對(duì)于客戶端的連接，有可能父進(jìn)程處理也有可能被子進(jìn)程處理?，F(xiàn)在我們嘗試僅提供http服務(wù)，并且為了讓父進(jìn)程更加輕量，僅讓父進(jìn)程傳遞句柄給子進(jìn)程而不做請(qǐng)求處理:

main.js

var cp = require('child_process');
var child1 = cp.fork('./child.js');
var child2 = cp.fork('./child.js');
var child3 = cp.fork('./child.js');
var child4 = cp.fork('./child.js');
var server = require('net').createServer();
//父進(jìn)程將接收到的請(qǐng)求分發(fā)給子進(jìn)程
server.listen(8080,function(){
 child1.send('server',server);
 child2.send('server',server);
 child3.send('server',server);
 child4.send('server',server);
 //發(fā)送完句柄后關(guān)閉監(jiān)聽(tīng)
 server.close();
});

child.js

var http = require('http');
var serverInChild = http.createServer(function(req,res){
 res.end('I am child.Id:'+process.pid);
});
//子進(jìn)程收到父進(jìn)程傳遞的句柄(即客戶端與服務(wù)器的socket連接對(duì)象)
process.on('message',function(m,serverInParent){
 if(m==='server'){
 //處理與客戶端的連接
 serverInParent.on('connection',function(socket){
  //交給http服務(wù)來(lái)處理
  serverInChild.emit('connection',socket);
 });
 }
});

當(dāng)運(yùn)行上述代碼，此時(shí)查看8080端口占有會(huì)有如下結(jié)果:

 wang@wang ~/code/nodeStudy $ lsof -i:8080
COMMAND  PID USER   FD   TYPE DEVICE SIZE/OFF NODE NAME
node    5120 wang   11u  IPv6  44561      0t0  TCP *:http-alt (LISTEN)
node    5126 wang   11u  IPv6  44561      0t0  TCP *:http-alt (LISTEN)
node    5127 wang   11u  IPv6  44561      0t0  TCP *:http-alt (LISTEN)
node    5133 wang   11u  IPv6  44561      0t0  TCP *:http-alt (LISTEN)

運(yùn)行curl查看結(jié)果:

wang@wang ~/code/nodeStudy $ curl 192.168.10.104:8080
I am child.Id:5127
wang@wang ~/code/nodeStudy $ curl 192.168.10.104:8080
I am child.Id:5133
wang@wang ~/code/nodeStudy $ curl 192.168.10.104:8080
I am child.Id:5120
wang@wang ~/code/nodeStudy $ curl 192.168.10.104:8080
I am child.Id:5126
wang@wang ~/code/nodeStudy $ curl 192.168.10.104:8080
I am child.Id:5133
wang@wang ~/code/nodeStudy $ curl 192.168.10.104:8080
I am child.Id:5126

以上就是本文的全部?jī)?nèi)容，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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