child_process

Node.js通过child_process开启子进程执行指定程序。主要包括4个异步进程函数(spawn,exec,execFile,fork)和3个同步进程函数(spawnSync,execFileSync,execSync)。

异步进程函数spawn是最基本的创建子进程的函数，其他三个异步函数都是对spawn不同程度的封装。spawn只能运行指定的程序，参数需要在列表中给出，而exec可以直接运行复杂的命令。

默认情况下，stdin、 stdout 和 stderr 的管道在父 Node.js 进程和衍生的子进程之间建立。这些管道具有有限的（与平台相关）容量。 如果子进程在没有捕获输出的情况下写入超出该限制的 stdout，则子进程将阻塞等待管道缓冲区接受更多的数据。 这与 shell 中的管道行为相同。 如果不需要输出，则使用 { stdio: 'ignore' }

1. [child_process.exec()](https://link.zhihu.com/?target=http%3A//nodejs.cn/s/pkpJMy)：衍生一个 shell 并在该 shell 中运行命令，当完成时则将stdout 和 stderr 传给回调函数。
2. [child_process.execFile()](https://link.zhihu.com/?target=http%3A//nodejs.cn/s/N6uK8q)：类似于 [child_process.exec()](https://link.zhihu.com/?target=http%3A//nodejs.cn/s/pkpJMy)，除了它默认会直接衍生命令且不首先衍生 shell。
3. [child_process.fork()](https://link.zhihu.com/?target=http%3A//nodejs.cn/s/VDCJMa)：衍生一个新的 Node.js 进程，并通过建立 IPC 通信通道来调用指定的模块，该通道允许在父进程与子进程之间发送消。
4. [child_process.execSync()](https://link.zhihu.com/?target=http%3A//nodejs.cn/s/i6KxMV)：[child_process.exec()](https://link.zhihu.com/?target=http%3A//nodejs.cn/s/pkpJMy) 的同步版本，会阻塞 Node.js 事件循环。
5. [child_process.execFileSync()](https://link.zhihu.com/?target=http%3A//nodejs.cn/s/ed75fU)：[child_process.execFile()](https://link.zhihu.com/?target=http%3A//nodejs.cn/s/N6uK8q) 的同步版本，会阻塞 Node.js 事件循环。

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

const { exec } = require('child_process');
exec('cat *.js missing_file | wc -l', (error, stdout, stderr) => {
  if (error) {
    console.error(`执行出错: ${error}`);
    return;
  }
  console.log(`stdout: ${stdout}`);
  console.log(`stderr: ${stderr}`);
});

spawn与exec的相同点
1、都用于开一个子进程执行指定命令。
2、都可以自定义子进程的运行环境。
3、都返回一个ChildProcess对象，所以他们都可以取得子进程的标准输入流、标准输出流和标准错误流。

spawn与exec的不同点
1、接受参数的方式:spawn使用了参数数组，而exec则直接接在命令后。
比如要运行 du -sh /disk1 命令， 使用spawn函数需要写成spawn('du', ['-sh ', '/disk1'])，而使用exec函数时，可以直接写成exec('du -sh /disk1')。exec是会先进行Shell语法解析，因此用exec函数可以更方便的使用复杂的Shell命令，包括管道、重定向等。
2、子进程返回给Node的数据量:spawn没有限制子进程可以返回给Node的数据大小，而exec则在options配置对象中有maxBuffer参数限制，且默认为200K，如果超出，那么子进程将会被杀死，并报错：Error：maxBuffer exceeded，虽然可以手动调大maxBuffer参数，但是并不被推荐。由此可窥见一番Node.js设置这两个API时的部分本意，spawn应用来运行返回大量数据的子进程，如图像处理，文件读取等。而exec则应用来运行只返回少量返回值的子进程，如只返回一个状态码。
3、exec方法相比spawn方法，多提供了一个回调函数，可以更便捷得获取子进程输出。这与从返回的ChildProcess对象的stdout或stderr监听data事件来获得输出的区别是: data事件的方式，会在子进程一有数据时就触发，并把数据返回给Node。而回调函数，则会先将数据缓存在内存中（数据量小于maxBuffer参数），等待子进程运行完毕后，再调用回调函数，并把最终数据交给回调函数。

Node.js 的 fork 创建进程是通过 libuv 的 uv_spawn. 在 Unix 平台下 uv_spawn 最终调用了系统的 fork。POSIX 的 fork 需要 waitpid 等方法手动回收, 如果未注意回收可能导致僵尸进程出现。Node.js 通过内建 IPC 来自动处理回收。