Node中的进程间通信-猿码集

1. Node.js中进程间通信的概念

在一个Node.js应用程序中，可能需要有一个或多个进程之间相互通信，以便高效地完成一些任务。进程间通信（Inter-Process Communication，IPC）是指多个进程之间共享信息、数据和资源的过程。Node.js中支持不同的IPC方法，例如共享内存、管道、消息队列和Socket等。

进程间通信通过异步的事件驱动模型在Node.js中实现。进程间通信的主要目的是获取信息、共享数据、调用外部资源等。通过进程间通信，多个进程可以一起协作完成复杂的任务，进而提高应用程序的性能和可伸缩性。

2. Node.js中基于管道的进程间通信

2.1 管道的基本概念

管道（Pipe）是Unix/Linux操作系统中常用的一种进程间通信方式。管道可以将一个进程的输出转化为另一个进程的输入，从而实现进程间通信。

通过Node.js内置的child_process模块可以轻松地创建子进程，并和子进程进行通信。其中，通过管道实现子进程与父进程之间的通信。

2.2 创建子进程

使用child_process模块创建子进程的方法如下：


const { spawn } = require('child_process');
const ls = spawn('ls', ['-lh', '/usr']);
ls.stdout.on('data', (data) => {
  console.log(`stdout: ${data}`);
});
ls.stderr.on('data', (data) => {
  console.error(`stderr: ${data}`);
});
ls.on('close', (code) => {
  console.log(`child process exited with code ${code}`);
});

上面代码中，使用spawn方法创建了一个ls命令的子进程。 'data' 事件监听子进程的标准输出流stdout， 'close' 事件监听子进程的关闭事件。

2.3 管道实现进程间通信

子进程和父进程之间的通信依靠管道实现，pipe()方法是实现管道通信的关键。pipe()可以将一个可读流连接到一个可写流上，从而实现数据的流动。

在子进程中，可以通过 process.stdout 进行标准输出。在父进程中，可以通过子进程对象的 stdout 属性来访问子进程的标准输出流，然后使用pipe()方法将它绑定到一个可写流上，从而实现进程间通信。


const { spawn } = require('child_process');
const fs = require('fs');
const child = spawn('ls', ['-lh', '/usr']);
const writerStream = fs.createWriteStream('output.txt');
child.stdout.pipe(writerStream);
child.on('close', (code) => {
  console.log(`child process exited with code ${code}`);
});

上面代码中，将 ls 命令的输出绑定到一个可写流中，最终输出到output.txt文件中。

3. Node.js中基于消息队列的进程间通信

3.1 消息队列的基本概念

消息队列（Message Queue）是一种进程间通信机制，它采用先进先出（FIFO）的方式存储数据。这种通信机制相比基于管道的通信，更加可靠，因为消息队列会将数据存储到缓存区中，等待接收者处理，即使接收方未开启，数据也不会丢失。

3.2 创建消息队列

在Node.js中，可以通过调用接收和发送数据的process.send()方法来进行消息队列的进程间通信。


// 父进程
const { fork } = require('child_process');
const child = fork('child.js');
child.on('message', (msg) => {
  console.log('message from child:', msg);
});
child.send('hello from parent');

上面代码中，使用 fork 方法创建一个子进程，并通过 on 方法监听子进程发送过来的消息。使用 send 方法向子进程发送消息。


// 子进程
process.on('message', (msg) => {
  console.log('message from parent:', msg);
});
process.send('hello from child');

上面代码中，子进程通过 on 方法监听父进程发送过来的消息，并通过 send 方法向父进程发送消息。

4. Node.js中基于共享内存的进程间通信

4.1 共享内存的基本概念

共享内存（Shared Memory）是进程间通信的一种高效的方式。多个进程可以共享同一块内存空间，从而在内存中传递和共享数据。

4.2 创建共享内存

在Node.js中，可以通过buffer共享内存，从而实现进程间通信。以下是一个示例：


const buffer = Buffer.from([1, 2, 3]);
// 创建子进程
const { fork } = require('child_process');
const child = fork('child.js');
// 在子进程中访问共享内存
child.on('message', (msg) => {
  const view = new Uint8Array(msg.buffer);
  console.log('message from child:', view);
});
// 向子进程发送共享内存
child.send({ buffer }, [buffer.buffer]);

上面代码中，创建了一个buffer，并将它作为消息发送到子进程。在子进程中通过 new Uint8Array 方法读取共享内存，从而读取到父进程中发送的数据。

5. 总结

Node.js中的进程间通信主要有三种方式：基于管道的通信、基于消息队列的通信和基于共享内存的通信。这三种方式各有优缺点，开发人员可以根据自己的需求选择合适的通信方式，以实现多进程间的协作，提高程序的性能和可伸缩性。

Node中的进程间通信