Node.js child_process模块

child_process 模块用于创建和管理子进程。

四种方法对比

exec 方法

基本用法

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

exec('ls -la', (error, stdout, stderr) => {
  if (error) {
    console.error('错误:', error.message);
    return;
  }
  if (stderr) {
    console.error('标准错误:', stderr);
    return;
  }
  console.log('输出:', stdout);
});

带选项

exec('ls -la', {
  cwd: '/home/user',    // 工作目录
  env: { PATH: '/usr/bin' }, // 环境变量
  encoding: 'utf8',     // 编码
  timeout: 5000,        // 超时时间(ms)
  maxBuffer: 200 * 1024, // 最大缓冲区
  shell: '/bin/bash'    // shell路径
}, (error, stdout, stderr) => {
  console.log(stdout);
});

execFile 方法

基本用法

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

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

// 执行脚本
execFile('./script.sh', (error, stdout, stderr) => {
  console.log(stdout);
});

spawn 方法

基本用法

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

const child = spawn('ls', ['-la', '/home']);

// 流式读取输出
child.stdout.on('data', (data) => {
  console.log('输出:', data.toString());
});

child.stderr.on('data', (data) => {
  console.error('错误:', data.toString());
});

child.on('close', (code) => {
  console.log('退出码:', code);
});

管道操作

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

// grep 搜索
const grep = spawn('grep', ['node']);
const ls = spawn('ls', ['-la']);

// 管道连接
ls.stdout.pipe(grep.stdin);

grep.stdout.on('data', (data) => {
  console.log('匹配:', data.toString());
});

交互式输入

const child = spawn('node', ['-i']);

// 向子进程写入
process.stdin.pipe(child.stdin);
child.stdout.pipe(process.stdout);

fork 方法

基本用法

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

// fork 只能执行 Node.js 模块
const child = fork('./worker.js', ['arg1', 'arg2']);

// IPC 通信
child.on('message', (msg) => {
  console.log('收到消息:', msg);
});

child.send({ type: 'task', data: 'hello' });

child.on('exit', (code) => {
  console.log('子进程退出:', code);
});

Worker 示例

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

const workers = [];
for (let i = 0; i < 4; i++) {
  const worker = fork('./worker.js');
  workers.push(worker);

  worker.on('message', (result) => {
    console.log(`Worker ${i} 结果:`, result);
  });
}

// 分发任务
workers.forEach((worker, i) => {
  worker.send({ taskId: i, data: 'task' });
});

// worker.js
process.on('message', (msg) => {
  // 处理任务
  const result = processData(msg.data);
  process.send({ taskId: msg.taskId, result });
});

function processData(data) {
  return 'processed: ' + data;
}

同步方法

const { execSync, execFileSync, spawnSync } = require('child_process');

// execSync
const output = execSync('ls -la', { encoding: 'utf8' });
console.log(output);

// execFileSync
const version = execFileSync('node', ['--version'], { encoding: 'utf8' });
console.log(version);

ChildProcess 对象

属性

const child = spawn('ls');

console.log(child.pid);        // 进程ID
console.log(child.stdin);      // 标准输入流
console.log(child.stdout);     // 标准输出流
console.log(child.stderr);     // 标准错误流
console.log(child.stdio);      // [stdin, stdout, stderr]

方法

child.send(msg);      // 发送消息（fork）
child.disconnect();   // 断开IPC连接
child.kill();         // 终止进程
child.kill('SIGTERM'); // 发送信号
child.ref();          // 保持父进程运行
child.unref();        // 允许父进程独立退出

注意事项

• exec 缓存输出，不适合大数据
• spawn 流式输出，适合大数据流
• fork 只能执行 Node.js 模块
• 子进程默认继承父进程环境变量
• 同步方法会阻塞主线程

要点总结

• exec 执行 shell 命令，缓存输出
• spawn 启动进程，流式处理输出
• fork 专为 Node.js 子进程，内置 IPC
• child.send() 和 process.on('message') 进程通信
• 同步方法阻塞，谨慎使用