Nodejs极简入门教程（三）：进程

Node 虽然自身存在多个线程，但是运行在 v8 上的 JavaScript 是单线程的。Node 的 child_process 模块用于创建子进程，我们可以通过子进程充分利用 CPU。范例：

代码如下:

var fork = require('child_process').fork;
// 获取当前机器的 CPU 数量
var cpus = require('os').cpus();
for (var i = 0; i < cpus.length; i++) {
    // 生成新进程
    fork('./worker.js');
}

这里了解一下包括 fork 在内的几个进程创建方法：

1.spawn(command, [args], [options])，启动一个新进程来执行命令 command，args 为命令行参数
2.exec(command, [options], callback)，启动一个新进程来执行命令 command，callback 用于在进程结束时获取标准输入、标准输出，以及错误信息
3.execFile(file, [args], [options], [callback])，启动一个新进程来执行可执行文件 file，callback 用于在进程结束时获取标准输入、标准输出，以及错误信息
4.fork(modulePath, [args], [options])，启动一个新进程来执行一个 JavaScript 文件模块，这时候创建的是 Node 子进程

Node 进程间通信

父进程

代码如下:

// parent.js
var fork = require('child_process').fork;
// fork 返回子进程对象 n
var n = fork('./child.js');
// 处理事件 message
n.on('message', function(m) {
    // 收到子进程发送的消息
    console.log('got message: ' + m);
});
 
// 向子进程发送消息
n.send({hello: 'world'});

子进程

代码如下:

// child.js
// 处理事件 message
process.on('message', function(m) {
    console.log('got message: ' + m);
});
 
// process 存在 send 方法，用于向父进程发送消息
process.send({foo: 'bar'});

需要注意的是，这里的 send 方法是同步的，因此不建议用于发送大量的数据（可以使用 pipe 来代替，详细见：http://nodejs.org/api/all.html#child_process_child_process_spawn_command_args_options）。
特殊的情况，消息中 cmd 属性值包含 NODE_ 前缀（例如：{cmd: ‘NODE_foo'} 消息），那么此消息不会被提交到 message 事件（而是 internalMessage 事件），它们被 Node 内部使用。

send 方法的原型为：

代码如下:

send(message, [sendHandle])

这里，sendHandle（handle）可以被用于发送：

1.net.Native，原生的 C++ TCP socket 或者管道
2.net.Server，TCP 服务器
3.net.Socket，TCP socket
4.dgram.Native，原生的 C++ UDP socket
5.dgram.Socket，UDP socket

send 发送 sendHandle 时实际上不是（也不能）直接发送 JavaScript 对象，而是发送文件描述符（最终以 JSON 字符串发送），其他进程能够通过这个文件描述符还原出对应对象。

现在看一个例子：

父进程

代码如下:

// parent.js
var fork = require('child_process').fork;
 
var n = fork('./child.js');
 
var server = require('net').createServer();
server.listen(7000, function() {
    // 发送 TCP server 到子进程
    n.send('server', server);
}).on('connection', function() {
    console.log('connection - parent');
});

子进程

代码如下:

process.on('message', function(m, h) {
    if (m === 'server') {
        h.on('connection', function() {
            console.log('connection - child');
        });
    }
});

通过端口 7000 访问此程序，得到输出可能为 connection – parent 也可能得到输出 connection – child。这里子进程和父进程同时监听了端口 7000。通常来说，多个进程监听同一个端口会引起 EADDRINUSE 的异常，而此例的情况是，不同的两个进程使用了相同的文件描述符，且 Node 底层在监听端口时对 socket 设置了 SO_REUSEADDR 选项，这使得此 socket 可以在不同的进程间复用。在多个进程监听同一个端口时，同一时刻文件描述符只能被一个进程使用，这些进程对 socket 的使用是抢占式的。

cluster 模块

在 Node 的 v0.8 新增了 cluster 模块，通过 cluster 模块能够轻松的在一台物理机器上构建一组监听相同端口的进程。范例：

代码如下:

var cluster = require('cluster');
var http = require('http');
var numCPUs = require('os').cpus().length;
 
// 检查进程是否是 master 进程
if (cluster.isMaster) {
    for (var i = 0; i < numCPUs; ++i)
        // 生成新的 worker 进程（只有 master 进程才可以调用）
        cluster.fork();
 
    cluster.on('exit', function(worker, code, signal) {
        console.log('worker ' + worker.process.pid + ' died');
    });
} else {
    http.createServer(function(req, res) {
        res.writeHead(200);
        res.end('hello world\n');
    }).listen(8000);
}

我们在 worker 进程中调用 listen 方法，监听请求将会传递给 master 进程。如果 master 进程已经存在一个正在监听的 server 符合 worker 进程的要求，那么此 server 的 handle 将会传递给 worker，如果不存在，master 进程则会创建一个，然后将 handle 传递给 worker 进程。

更多详细的关于 cluster 的文档：http://www.nodejs.org/api/cluster.html