Nodejs極簡入門教程（三）：進程，nodejs極簡

Nodejs極簡入門教程（三）：進程，nodejs極簡

Node 雖然自身存在多個線程，但是運行在 v8 上的 JavaScript 是單線程的。Node 的 child_process 模組用於建立子進程，我們可以通過子進程充分利用 CPU。範例：

複製代碼 代碼如下:
var fork = require('child_process').fork;
// 擷取當前機器的 CPU 數量
var cpus = require('os').cpus();
for (var i = 0; i < cpus.length; i++) {
    // 產生新進程
    fork('./worker.js');
}

這裡瞭解一下包括 fork 在內的幾個進程建立方法：

1.spawn(command, [args], [options])，啟動一個新進程來執行命令 command，args 為命令列參數
2.exec(command, [options], callback)，啟動一個新進程來執行命令 command，callback 用於在進程結束時擷取標準輸入、標準輸出，以及錯誤資訊
3.execFile(file, [args], [options], [callback])，啟動一個新進程來執行可執行檔 file，callback 用於在進程結束時擷取標準輸入、標準輸出，以及錯誤資訊
4.fork(modulePath, [args], [options])，啟動一個新進程來執行一個 JavaScript 檔案模組，這時候建立的是 Node 子進程

Node 處理序間通訊

父進程

複製代碼 代碼如下:
// parent.js
var fork = require('child_process').fork;
// fork 返回子進程對象 n
var n = fork('./child.js');
// 處理事件 message
n.on('message', function(m) {
    // 收到子進程發送的訊息
    console.log('got message: ' + m);
});
 
// 向子進程發送訊息
n.send({hello: 'world'});

子進程

複製代碼 代碼如下:
// child.js
// 處理事件 message
process.on('message', function(m) {
    console.log('got message: ' + m);
});
 
// process 存在 send 方法，用於向父進程發送訊息
process.send({foo: 'bar'});

需要注意的是，這裡的 send 方法是同步的，因此不建議用於發送大量的資料（可以使用 pipe 來代替，詳細見：http://nodejs.org/api/all.html#child_process_child_process_spawn_command_args_options）。
特殊的情況，訊息中 cmd 屬性值包含 NODE_ 首碼（例如：{cmd: ‘NODE_foo'} 訊息），那麼此訊息不會被提交到 message 事件（而是 internalMessage 事件），它們被 Node 內部使用。

send 方法的原型為：

複製代碼 代碼如下:
send(message, [sendHandle])

這裡，sendHandle（handle）可以被用於發送：

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

send 發送 sendHandle 時實際上不是（也不能）直接發送 JavaScript 對象，而是傳送檔案描述符（最終以 JSON 字串發送），其他進程能夠通過這個檔案描述符還原出對應對象。

現在看一個例子：

父進程

複製代碼 代碼如下:
// parent.js
var fork = require('child_process').fork;
 
var n = fork('./child.js');
 
var server = require('net').createServer();
server.listen(7000, function() {
    // 發送 TCP server 到子進程
    n.send('server', server);
}).on('connection', function() {
    console.log('connection - parent');
});

子進程

複製代碼 代碼如下:
process.on('message', function(m, h) {
    if (m === 'server') {
        h.on('connection', function() {
            console.log('connection - child');
        });
    }
});

通過連接埠 7000 訪問此程式，得到輸出可能為 connection – parent 也可能得到輸出 connection – child。這裡子進程和父進程同時監聽了連接埠 7000。通常來說，多個進程監聽同一個連接埠會引起 EADDRINUSE 的異常，而此例的情況是，不同的兩個進程使用了相同的檔案描述符，且 Node 底層在監聽連接埠時對 socket 設定了 SO_REUSEADDR 選項，這使得此 socket 可以在不同的進程間複用。在多個進程監聽同一個連接埠時，同一時刻檔案描述符只能被一個進程使用，這些進程對 socket 的使用是搶佔式的。

cluster 模組

在 Node 的 v0.8 新增了 cluster 模組，通過 cluster 模組能夠輕鬆的在一台物理機器上構建一組監聽相同連接埠的進程。範例：
複製代碼 代碼如下:
var cluster = require('cluster');
var http = require('http');
var numCPUs = require('os').cpus().length;
 
// 檢查進程是否是 master 進程
if (cluster.isMaster) {
    for (var i = 0; i < numCPUs; ++i)
        // 產生新的 worker 進程（只有 master 進程才可以調用）
        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);
}

我們在 worker 進程中調用 listen 方法，監聽請求將會傳遞給 master 進程。如果 master 進程已經存在一個正在監聽的 server 符合 worker 進程的要求，那麼此 server 的 handle 將會傳遞給 worker，如果不存在，master 進程則會建立一個，然後將 handle 傳遞給 worker 進程。

更多詳細的關於 cluster 的文檔：http://www.nodejs.org/api/cluster.html

JSON,JS,NODEJS三者的關係是怎？

三者性質完全不一樣
JS是JavaScript語言，是一種解釋性程式設計語言
JSON是JavaScript Object Notation，意思是JS語言中對象的表達法，常用於資料轉送（與XML的作用類似），常在AJAX中替代XML
NodeJS是一種服務端平台，可以在服務端運行用JavaScript寫的服務端指令碼

注意的是：JS中函數本身就是個對象，所以函數可以作為形參不是NodeJS專屬的，準確的說，NodeJS就是用Chrome瀏覽器的Google V8解譯器來解釋JS

總結來說：
JS是個程式設計語言
JSON是一種資料格式（沒有邏輯只有資料）
NodeJS是個軟體（JS服務端運行環境）

順帶一提：HTML是XML的派生（HTML是一種XML）但是為了適應其特定作用而有所改變，HTML（XML）與JSON同為資料表達語言，嚴格來講並不包含邏輯只包含資料。
 
什是nodejs的事件驅動編程

nodejs是單進程單線程，但是基於V8的強大驅動力，以及事件驅動模型，nodejs的效能非常高，而且想達到多核或者多進程也不是很難（現在已經有大量的第三方module來實現這個功能）。
這裡主要不是介紹nodejs具體應用代碼，而是想介紹一下事件驅動編程。
Dan York介紹了兩種典型的事件驅動執行個體。
第一個例子是關於醫生看病。
在美國去看醫生，需要填寫大量表格，比如保險、個人資訊之類，傳統的基於線程的系統（thread-based system），接待員叫到你，你需要在前台填寫完成這些表格，你站著填單，而接待員坐著看你填單。你讓接待員沒辦法接待下一個客戶，除非完成你的業務。
想讓這個系統能啟動並執行快一些，只有多加幾個接待員，人力成本需要增加不少。
基於事件的系統（event-based system）中，當你到視窗發現需要填寫一些額外的表格而不僅僅是掛個號，接待員把表格和筆給你，告訴你可以找個座位填寫，填完了以後再回去找他。你回去坐著填表，而接待員開始接待下一個客戶。你沒有阻塞接待員的服務。
第二個例子是快餐店點餐。
在基於線程的方式中（thread-based way）你到了櫃檯前，把你的點餐單給收銀員或者給收銀員直接點餐，然後等在那直到你要的食物準備好給你。收銀員不能接待下一個人，除非你拿到食物離開。想接待更多的客戶，容易！加更多的收銀員！
當然，我們知道快餐店其實不是這樣工作的。他們其實就是基於事件驅動方式，這樣收銀員更高效。只要你把點餐單給收銀員，某個人已經開始準備你的食物，而同時收銀員在進行收款，當你付完錢，你就站在一邊而收銀員已經開始接待下一個客戶。在一些餐館，甚至會給你一個號碼，如果你的食物準備好了，就呼叫你的號碼讓你去櫃檯取。關鍵的一點是，你沒有阻塞下一個客戶的訂餐請求。你訂餐的食物做好的事件會導致某個人做某個動作（某個服務員喊你的訂單號碼，你聽到你的號碼被喊到去取食物），在編程領域，我們稱這個為回調（callback function）。
相反的，Node.Js使用事件驅動模型，當web server接收到請求，就把它關閉然後進行處理，然後去服務下一個web請求。當這個請求完成，它被放回處理隊列，當到達隊列開頭，這個結果被返回給使用者。這個模型非常高效可擴充性非常強，因為webserver一直接受請求而不等待任何讀寫操作。（這也被稱之為非阻塞式IO或者事件驅動IO）。
考慮下面這個過程：
你用瀏覽器訪問nodejs伺服器上的"/about.html"
nodejs伺服器接收到你的請求，調用一個函數從磁碟上讀取這個檔案。
這段時間，nodejs webserver在服務後續的web請求。
當檔案讀取完畢，有一個回呼函數被插入到nodejs的服務隊列中。
nodejs webserver運行這個函數，實際上就是渲染（render）了about.html頁面返回給你的瀏覽器。
好像就節省了幾微秒時間，但是這很重要！特別是對於需要相應大量使用者的web server。