二、课程介绍
这个实验主要学习Node.js中的进程，涉及的模块是Cluster、Porcess和child_process。
Process模块
process模块在前面的实验已经用过了，使用时直接通过全局变量process访问，而不需要通过require方法加载。process用来和当前Node.js程序进程互动。
process是EventEmitter的一个实例，process主要包含退出事件、信号事件以及一些属性。
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退出事件（exit）
当退出当前进程时，会促发exit事件，exit事件的回调函数中只接受同步操作，并且回调函数只接受一个参数，即退出代码，如：
process.on('exit', function(code){
(function() {
console.log('This will not run');
}, 0);
console.log('exit code: ', code);
});
运行上面的代码，其中setTimeout方法中的回调函数是不会被执行的，因为exit事件中只会运行同步操作，而不会运行异步操作。
在exit事件之前还有一个beforeExit事件会被触发，在beforeExit的回调函数中可以执行异步操作。值得注意的是，通过process.exit()退出程序或者因为发生错误而退出程序是不会触发beforeExit事件的。顺便说一下，当有错误未被捕获时，就会触发uncaughtException事件。
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信号事件
信号事件就是接收到某个特定信号才会被触发的事件。
比如SIGINT事件的触发方式是ctrl+c：
// sigint.js
process.stdin.resume();
process.on('SIGINT', function() {
console.log('Got SIGINT. Press Control-D to exit.');
});
运行代码：
$ node sigint.js
然后按住control键，再按C键就会触发SIGINT事件。
属性
process模块提供了很多属性，其中关于IO输入输出的主要有三个：
process.stdin // 标准输入
process.stdout // 标准输出
process.stderr // 标准错误
举例：
// stdin.js
process.stdin.setEncoding('utf8');
process.stdin.on('readable', function() {
var chunk = process.stdin.read();
if (chunk !== null) {
process.stdout.write('data: ' + chunk);
}
});
process.stdin.on('end', function() {
process.stdout.write('end');
});
运行：
node stdin.js
输入任意字符，Node.js会把输入的字符打印出来，输入ctrl+D触发end事件。
还有其他属性，比如process.argv是一个包含了命令行参数的数组。
方法
process模块还有很多实用的方法，比如：
process.cwd() // 返回脚本运行工作目录
process.chdir() // 切换工作目录
process.exit() // 退出当前进程
process.on() // 添加监听事件
//...
child_process模块
child_process用于创建子进程。
child_process.spawn()方法
通过当前命令启动一个新的进程。如：
// test_spawn.js
var spawn = require('child_process').spawn,
ls = spawn('ls', ['-lh', '/usr']);
ls.stdout.on('data', function (data) {
console.log('stdout: ' + data);
});
ls.stderr.on('data', function (data) {
console.log('stderr: ' + data);
});
ls.on('close', function (code) {
console.log('child process exited with code ' + code);
});
运行命令：
$ node test_spawn.js
从结果可以看出，子进程成功运行了ls -lh /usr命令。
child_process.exec()方法
在shell中运行一个命令，并缓存其输出。如：
// test_exec.js
var exec = require('child_process').exec,
child;
child = exec('cat *.js bad_file | wc -l',
function (error, stdout, stderr) {
console.log('stdout: ' + stdout);
console.log('stderr: ' + stderr);
if (error !== null) {
console.log('exec error: ' + error);
}
});
运行：
$ node test_exec.js
因为没有bad_file 这个文件，所以会看到终端打印出了相关错误信息。
child_process.execFile()方法
与exec方法类似，执行特定程序文件，参数通过一个数组传送。，如：
// test_execfile.js
var child_process = require('child_process');
// exec: spawns a shell
child_process.exec('ls -lh /usr', function(error, stdout, stderr){
console.log(stdout);
console.log('******************');
});
// execFile: executes a file with the specified arguments
child_process.execFile('/bin/ls', ['-lh', '/usr'], function(error, stdout, stderr){
console.log(stdout);
});
运行：
$ node test_execfile.js
#######child_process.fork()方法
直接创建一个子进程，此进程是node命令的子进程，fork('./sub.js')相当于spwan('node', './sub.js')。fork还会在父进程与子进程之间，建立一个通信管道，通过child.send()发送消息。如：
// main.js
var cp = require('child_process');
var n = cp.fork(__dirname + '/sub.js');
n.on('message', function(m) {
console.log('PARENT got message:', m);
});
n.send({ hello: 'world' });
// sub.js
process.on('message', function(m) {
console.log('CHILD got message:', m);
});
process.send({ foo: 'bar' });
运行：
$ node main.js
运行main.js会看到主进程收到了来自子进程的消息，而子进程也收到了来自主进程的消息。
cluster模块
单个的Node实例运行在单个线程中。要发挥多核系统的能力，需要启动一个Node进程集群来处理负载。cluster模块就用于创建共享服务器端口的子进程。
// test_cluster.js
var cluster = require('cluster');
var http = require('http');
var numCPUs = require('os').cpus().length; // 获取CPU内核数
// master是主进程
// 此处判断是否为master进程
// 是则根据CPU内核数创建worker进程
if (cluster.isMaster) {
// worker是运行节点
// 根据CPU数量启动worker
// Fork workers
for (var i = 0; i < numCPUs; i++) {
cluster.fork();
}
Object.keys(cluster.workers).forEach(function(id) {
console.log('I am running with ID : ' + cluster.workers[id].process.pid);
});
cluster.on('exit', function(worker, code, signal) {
console.log('worker ' + worker.process.pid + ' died');
});
} else {
// cluster.isWorker == true
// 运行到else中的代码
// 说明当前进程是worker进程
// 那么此worker进程就启动一个http服务
http.createServer(function(req, res) {
res.writeHead(200);
res.end("hello world\n");
}).listen(8000);
}
运行程序：
$ node test_cluster.js
在终端会看到根据CPU内核数创建的子进程信息。
每个worker进程都是通过child_process.fork()方法产生的，所以它们可以通过IPC（进程间通信）与master进程通信。