【Node.js从基础到高级运用】二十一、使用child_process模块创建子进程

引言

在Node.js中，child_process模块是一个提供了创建和管理子进程的能力的核心模块。通过使用child_process模块，Node.js可以执行系统命令、运行其他脚本或应用程序，实现与Node.js进程的并行处理。

child_process模块提供了几种创建子进程的方法，包括exec、execFile、spawn、fork等。下面将详细介绍这些API函数，并提供示例代码及其功能解释。

1. exec

使用exec函数来执行一个简单的系统命令。

javascript 复制代码

const { exec } = require('child_process');
exec('dir', (error, stdout, stderr) => {
  if (error) {
    console.error(`执行的错误: ${error}`);
    return;
  }
  console.log(`标准输出:\n${stdout}`);
  if (stderr) {
    console.error(`标准错误输出: ${stderr}`);
  }
});

2. execFile

execFile函数类似于exec，但是它直接执行文件而不是通过shell运行，这通常会更高效。

javascript 复制代码

const { execFile } = require('child_process');

execFile('node', ['--version'], (error, stdout, stderr) => {
  if (error) {
    throw error;
  }
  console.log(stdout);
});

execFile('node', ['--version'], callback): 执行node命令并传入参数--version，获取Node.js的版本信息。
['--version']: 参数数组，传递给node命令。
callback: 执行完成后的回调函数，包含错误信息、标准输出和标准错误输出。

exec 和 execFile 都是 Node.js 中用于执行外部命令的方法，但它们之间有一些重要的区别。

参数传递:
- exec 可以通过字符串直接传递命令及参数，例如 exec('ls -l', callback)。
- execFile 必须传递一个命令数组，第一个元素是命令，其余元素是参数，例如 execFile('ls', ['-l'], callback)。
执行方式:
- exec 在 shell 中执行命令，因此可以使用 shell 的特性，比如通配符和环境变量。这也使得在执行复杂命令时更加方便，但也更慢和潜在地更危险。
- execFile 直接调用给定的可执行文件，而不使用 shell，因此执行速度更快，但不能使用 shell 特性。
回调参数:
- 两者的回调函数都有 error、stdout 和 stderr 参数，用于处理执行结果和错误信息。

一般来说，如果需要使用 shell 的特性，或者要执行比较简单的命令，可以选择使用 exec；如果只需要调用可执行文件而不需要 shell 的功能，或者对性能要求较高，可以选择使用 execFile。

3. spawn

spawn函数用于创建一个新的进程，它返回一个带有stdout和stderr流的子进程对象。你可以使用这些流来读取或写入数据。

javascript 复制代码

const { spawn } = require('child_process');

// 使用spawn启动一个子进程来执行`ls`命令
//const child = spawn('ls', ['-lh', '/usr']);
const child = spawn('cmd.exe', ['/c', 'dir']);
// 监听子进程的stdout流
child.stdout.on('data', (data) => {
  // 当子进程的stdout流接收到数据时，打印到控制台
  console.log(`标准输出: ${data}`);
});

// 监听子进程的stderr流
child.stderr.on('data', (data) => {
  // 当子进程的stderr流接收到数据时，打印错误信息到控制台
  console.error(`标准错误输出: ${data}`);
});

// 监听子进程的关闭事件
child.on('close', (code) => {
  // 当子进程结束时，打印退出码到控制台
  console.log(`子进程退出码: ${code}`);
});

spawn('ls', ['-lh', '/usr']): 创建一个新的进程执行ls命令，列出/usr目录下的文件和目录详细信息。
child.stdout.on('data', callback): 监听标准输出流的data事件，当有数据时调用回调函数。
child.stderr.on('data', callback): 监听标准错误输出流的data事件。
child.on('close', callback): 监听进程结束事件。

请注意，如果你在Windows系统上运行此代码，可能需要修改命令或参数，因为ls命令在Windows命令提示符下不可用。在Windows上，你可以尝试使用dir命令:

javascript 复制代码

const child = spawn('cmd.exe', ['/c', 'dir']);

这将使用Windows命令提示符的dir命令来列出当前工作目录下的文件和目录。

4. fork

fork函数是spawn的特殊形式，用于创建一个新的Node.js进程。它主要用于运行Node.js模块，并提供了在父进程和子进程之间建立通信通道的能力。

javascript 复制代码

const { fork } = require('child_process');

const child = fork('subprocess.js');

child.on('message', (message) => {
  console.log('收到子进程的消息:', message);
});

child.send({ hello: '我是父进程，给你传递消息' });

fork('subprocess.js'): 创建一个新的Node.js进程来运行subprocess.js模块。
child.on('message', callback): 监听子进程发送的消息。
child.send(message): 父进程向子进程发送消息。

在subprocess.js中，你可以使用process.on('message')来接收父进程发送的消息，并使用process.send()来向父进程发送消息。

javascript 复制代码

// subprocess.js

process.on('message',message=> {
  console.log('收到父进程的消息:', message);
})

process.send({ hello: '我是子进程' });

总结

以上就是child_process模块中几个主要API函数的介绍和示例。在实际开发中，根据需要，以满足不同的进程创建和管理需求。掌握child_process模块的使用，对于进行系统级编程、并行处理等高级Node.js开发任务至关重要。