详解Node.JS模块 process

网络编程 2024/12/23 佚名

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process 模块是 nodejs 提供给开发者用来和当前进程交互的工具，它的提供了很多实用的 API。从文档出发，管中窥豹，进一步认识和学习 process 模块：

如何处理命令参数？
如何处理工作目录？
如何处理异常？
如何处理进程退出？
process 的标准流对象
深入理解 process.nextTick

如何处理命令参数？

命令行参数指的是 2 个方面：

传给 node 的参数。例如 node --harmony script.js --version 中，--harmony 就是传给 node 的参数
传给进程的参数。例如 node script.js --version --help 中，--version --help 就是传给进程的参数

它们分别通过 process.argv 和 process.execArgv 来获得。

如何处理工作目录？

通过process.cwd()可以获取当前的工作目录。

通过process.chdir(directory)可以切换当前的工作目录，失败后会抛出异常。实践如下：

function safeChdir(dir) {
 try {
  process.chdir(dir);
  return true;
 } catch (error) {
  return false;
 }
}

如何处理异常？

uncaughtException 事件

Nodejs 可以通过 try-catch 来捕获异常。如果异常未捕获，则会一直从底向事件循环冒泡。如是冒泡到事件循环的异常没被处理，那么就会导致当前进程异常退出。

根据文档，可以通过监听 process 的 uncaughtException 事件，来处理未捕获的异常：

process.on("uncaughtException", (err, origin) => {
 console.log(err.message);
});

const a = 1 / b;
console.log("abc"); // 不会执行

上面的代码，控制台的输出是：b is not defined。捕获了错误信息，并且进程以0退出。开发者可以在 uncaughtException 事件中，清除一些已经分配的资源（文件描述符、句柄等），不推荐在其中重启进程。

unhandledRejection 事件

如果一个 Promise 回调的异常没有被.catch()捕获，那么就会触发 process 的 unhandledRejection 事件：

process.on("unhandledRejection", (err, promise) => {
 console.log(err.message);
});

Promise.reject(new Error("错误信息")); // 未被catch捕获的异常，交由unhandledRejection事件处理

warning 事件

告警不是 Node.js 和 Javascript 错误处理流程的正式组成部分。一旦探测到可能导致应用性能问题，缺陷或安全隐患相关的代码实践，Node.js 就可发出告警。

比如前一段代码中，如果出现未被捕获的 promise 回调的异常，那么就会触发 warning 事件。

如何处理进程退出？

process.exit() vs process.exitCode

一个 nodejs 进程，可以通过 process.exit() 来指定退出代码，直接退出。不推荐直接使用 process.exit()，这会导致事件循环中的任务直接不被处理，以及可能导致数据的截断和丢失（例如 stdout 的写入）。

setTimeout(() => {
 console.log("我不会执行");
});

process.exit(0);

正确安全的处理是，设置 process.exitCode，并允许进程自然退出。

setTimeout(() => {
 console.log("我不会执行");
});

process.exitCode = 1;

beforeExit 事件

用于处理进程退出的事件有：beforeExit 事件和 exit 事件。

当 Node.js 清空其事件循环并且没有其他工作要安排时，会触发 beforeExit 事件。例如在退出前需要一些异步操作，那么可以写在 beforeExit 事件中：

let hasSend = false;
process.on("beforeExit", () => {
 if (hasSend) return; // 避免死循环

 setTimeout(() => {
  console.log("mock send data to serve");
  hasSend = true;
 }, 500);
});

console.log(".......");
// 输出：
// .......
// mock send data to serve

注意：在 beforeExit 事件中如果是异步任务，那么又会被添加到任务队列。此时，任务队列完成所有任务后，又回触发 beforeExit 事件。因此，不处理的话，可能出现死循环的情况。如果是显式调用 exit()，那么不会触发此事件。

exit 事件

在 exit 事件中，只能执行同步操作。在调用 ‘exit' 事件监听器之后，Node.js 进程将立即退出，从而导致在事件循环中仍排队的任何其他工作被放弃。

process 的标准流对象

process 提供了 3 个标准流。需要注意的是，它们有些在某些时候是同步阻塞的（请见文档）。

process.stderr：WriteStream 类型，console.error的底层实现，默认对应屏幕
process.stdout：WriteStream 类型，console.log的底层实现，默认对应屏幕
process.stdin：ReadStream 类型，默认对应键盘输入

下面是基于“生产者-消费者模型”的读取控制台输入并且及时输出的代码：

process.stdin.setEncoding("utf8");

process.stdin.on("readable", () => {
 let chunk;
 while ((chunk = process.stdin.read()) !== null) {
  process.stdout.write(`> ${chunk}`);
 }
});

process.stdin.on("end", () => {
 process.stdout.write("结束");
});

关于事件的含义，还是请看stream 的文档。

深入理解 process.nextTick

我第一次看到 process.nextTick 的时候是比较懵的，看文档可以知道，它的用途是：把回调函数作为微任务，放入事件循环的任务队列中。但这么做的意义是什么呢？

因为 nodejs 并不适合计算密集型的应用，一个进程就一个线程，在当下时间点上，就一个事件在执行。那么，如果我们的事件占用了很多 cpu 时间，那么之后的事件就要等待非常久。所以，nodejs 的一个编程原则是尽量缩短每一个事件的执行事件。process.nextTick 的作用就在这，将一个大的任务分解成多个小的任务。示例代码如下：

// 被拆分成2个函数执行
function BigThing() {
 doPartThing();

 process.nextTick(() => finishThing());
}

在事件循环中，何时执行 nextTick 注册的任务呢？请看下面的代码：

setTimeout(function() {
 console.log("第一个1秒");
 process.nextTick(function() {
  console.log("第一个1秒：nextTick");
 });
}, 1000);

setTimeout(function() {
 console.log("第2个1秒");
}, 1000);

console.log("我要输出1");

process.nextTick(function() {
 console.log("nextTick");
});

console.log("我要输出2");

输出的结果如下，nextTick 是早于 setTimeout：