Node.js child_process 模块

Java File Node.js 内置模块

Node.js 是一个单线程的 JavaScript 运行时环境，但有时候我们需要执行一些系统命令或运行其他程序。这时就需要用到 child_process 模块。

child_process 模块允许 Node.js 应用程序创建子进程，这些子进程可以执行系统命令、运行其他脚本或程序，并与父进程进行通信。

为什么需要 child_process？

执行系统命令：比如执行 ls、git 等命令行工具
运行 CPU 密集型任务：避免阻塞 Node.js 主线程
与其他语言编写的程序交互：比如调用 Python 或 C++ 程序
提高应用性能：通过多进程充分利用多核 CPU

创建子进程的四种方法

1. exec() - 执行简单命令

exec() 方法用于执行简单的 shell 命令，并缓冲输出结果。

实例

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

exec('ls -l', (error, stdout, stderr) => {
if (error) {
console.error(`执行错误: ${error}`);
return;
}
console.log(`标准输出:\n${stdout}`);
if (stderr) {
console.error(`标准错误输出:\n${stderr}`);
}
});

特点：

适合执行简单的命令
返回完整的缓冲输出
有最大缓冲区限制（默认 200KB）

2. execFile() - 执行可执行文件

execFile() 类似于 exec()，但直接执行文件而不是通过 shell。

实例

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

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

特点：

比 exec() 更安全（不通过 shell）
执行效率更高
不能使用 shell 特性（如管道、通配符等）

3. spawn() - 流式处理子进程

spawn() 方法使用流式接口处理子进程的输入输出。

实例

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

const ls = spawn('ls', ['-lh', '/usr']);

ls.stdout.on('data', (data) => {
console.log(`标准输出: ${data}`);
});

ls.stderr.on('data', (data) => {
console.error(`标准错误输出: ${data}`);
});

ls.on('close', (code) => {
console.log(`子进程退出码: ${code}`);
});

特点：

适合处理大量输出
流式处理，内存效率高
可以实时处理输出

4. fork() - 创建 Node.js 子进程

fork() 是 spawn() 的特例，专门用于创建新的 Node.js 进程。

实例

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

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

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

child.send({ hello: 'world' });

特点：

创建新的 Node.js 实例
内置 IPC（进程间通信）通道
适合 CPU 密集型任务

进程间通信 (IPC)

父进程和子进程可以通过 send() 和 message 事件进行通信。

父进程 (parent.js):

实例

const { fork } = require('child_process');
const child = fork('child.js');

child.on('message', (msg) => {
console.log('父进程收到:', msg);
});

child.send({ parent: 'Hello from parent' });

子进程 (child.js):

实例

process.on('message', (msg) => {
console.log('子进程收到:', msg);
process.send({ child: 'Hello from child' });
});

错误处理

正确处理子进程错误非常重要：

实例

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

child.on('error', (err) => {
console.error('启动子进程失败:', err);
});

child.stderr.on('data', (data) => {
console.error(`子进程错误: ${data}`);
});

child.on('exit', (code, signal) => {
if (code) console.log(`子进程退出码: ${code}`);
if (signal) console.log(`子进程被信号终止: ${signal}`);
});

最佳实践

安全性：避免直接将用户输入传递给子进程
资源管理：及时清理已完成的子进程
错误处理：始终处理错误事件和退出事件
性能考虑：对于频繁创建的子进程，考虑使用进程池
跨平台兼容性：注意不同操作系统的命令差异

总结

child_process 模块是 Node.js 中处理子进程的核心模块，提供了四种创建子进程的方法：

exec() - 适合简单命令
execFile() - 适合执行可执行文件
spawn() - 适合流式处理
fork() - 适合创建 Node.js 子进程

根据具体需求选择合适的方法，并注意错误处理和资源管理，可以充分发挥 Node.js 的多进程能力。