node進程間如何通訊?以下這篇文章帶大家了解node進程的通信方式,以及在node中如何實現這些方式的通信,希望對大家有所幫助!
通信其實涵蓋開發的各個層面,常見的有客戶端和服務端透過各種通訊協定進行通信,RPC通信,開發過程中各個模組之間的相互通信,electron主程序和渲染進程之間的通信等等;
本文主要是嘗試總結下nodejs(單線程,多線程,多進程)通信的方式,使用場景,實現等。
一般進程通訊的實作方式如下:
1、Shared Memory(記憶體共享);
2、Socket(套接字);
3、管道(非命名管道Pipe, 命名管道FIFO);
#4、Signal(訊號);
#5 、Message queue(訊息佇列);
下面我們看下在node中如何實作這些方式的通訊
單機下(客戶端內單線程,單一進程裡多線程,單一伺服器內多進程),透過記憶體共享實現通訊的方式最常見。
從作業系統層面來看,進程內所有執行緒記憶體都是共享的,但前提是需要知道記憶體的訪問地址。
但從語言層面(node或v8的實作層面),我們並沒有直接接觸記憶體的管理,而是間接從v8提供的語法/api進行記憶體運算。 v8提供三種方式給我們共享記憶體(也許叫共享變數更恰當):全域變數, 局部變數, 共享傳參(call by sharing) ;
v8在執行程式碼之前會先將程式碼透過Estree規範轉換為抽象語法樹後再進行解釋編譯執行,在抽象語法樹中(關於抽象語法樹可查看我另外一篇文章)是有scope的,而記憶體讀取是透過標誌符號(變數命名)逐級往上回溯查找。所以如果你需要在兩個方法之間共享某個內存,可以在他們共同的作用域下進行創建。
在客戶端環境或node環境,我們都可以實現多執行緒,兩者方式也類似(node通過worker_threads實現,瀏覽器透過Worker實現)。這裡的記憶體共享主要是藉由記憶體操作的api(SharedArrayBuffer)實現的。先看下瀏覽器實作的例子:
// 主线程 const buffer = new SharedArrayBuffer(1024) const typedArr = new Int16Array(buffer) const newWorker = new Worker('./worker.js') typedArr[0] = 20 newWorker.postMessage(buffer) newWorker.onmessage= (data) => { console.group('[the main thread]'); console.log('Data received from the main thread: %i', typedArr[0]); console.groupEnd(); } // 子线程 addEventListener('message', ({ data }) => { const arr = new Int16Array(data) console.group('[the worker thread]') console.log('Data received from the main thread: %i', arr[0]) console.groupEnd() arr[0] = 18 postMessage('Updated') }) // 结果 [the worker thread] Data received from the main thread: 20 [the main thread] Data received from the main thread: 18
因為進程啟動後記憶體是無法互相讀取的(系統層面的限制),進程之間的記憶體共享實際上是透過新開闢一段shared memory實現的。但node暫時沒有支援shared memory,只能透過低階語言來實現,例如: c 實現的 shared-memory-disruptor addon插件(另外文章介紹)。
Socket 分兩種實作:
1、TCP Socket;
2、UNIX Domain Socket;
兩者的主要差異如下:
TCP Socket适用于单机,C/S架构等.但UNIX Domain Socket只适用于单机。 UNIX Domain Socket不需要经过一系列的网络中转(协议,分包,校验等等),性能更高,稳定性更好。
概念: TCP Socket是應用層與TCP/IP協定族通訊的中間抽象層,是一種作業系統提供的進程間通訊機制;
TCP Socket通訊應該是我們日常開發(C/S架構)中最常見的通訊方式之一,在我們日常開發中最常見的就是各種應用層協定(http ,websocket,rpc,ftp等)的使用,node中http模組也是基於net模組實現的。
註:其實UDP也屬於TCP分層(並不是嚴格的指TCP通信,而是網路通訊層中的TCP/IP層),node有提供'dgram'模組來實現,但在實際應用中沒有接觸過,所以不進行了解。
在node中,TCP Socket是由net模組實現的,net模組主要提供了以下功能:
1、上層的IPC支援(實際上是管道通訊的實現,後面管道通訊再詳細說明);
2、net.Server類別;
// 服务端通过net.createServer创建服务,会返回net.Server对象,可以通过返回值进行各种事件监听,端口监听 const net = require('net') net.createServer((server => { server.end(`hello world!\n`) })).listen(3302, () => { console.log(`running ...`) })
3、net.Socket類別;
const net = require('net') const socket = net.createConnection({port: 3302}) socket.on('data', data => { console.log(data.toString()) })
UNIX Domain Socket是透過建立一個檔案描述符,不同進程之間的通訊透過讀寫這個檔案描述符進行通訊(可以分為建立進程和其他進程,其他進程之間的相互通訊可以透過創建進程作為中轉)。 e.g.
// 创建进程 const net = require('net') const unixSocketServer = net.createServer(server => { server.on('data', data => { console.log(`receive data: ${data}`) }) }) unixSocketServer.listen('/tmp/test', () => { console.log('listening...') }) // 其他进程 const net = require('net') const socket = net.createConnection({path: '/tmp/test'}) socket.on('data', data => { console.log(data.toString()) }) socket.write('my name is vb') // 输出结果 listening... receive data: my name is vb
管道通訊分兩種,非命名管道和命名管道。
非命名管道的實作方式和UNIX Domain Socket一樣,都是透過建立檔案描述符進行通訊。
命名管道是透過固定的檔案描述符進行通訊:
"\\\\.\\pipe\\" + PIPE_NAME;
源码可参考stackoverflow(https://stackoverflow.com/questions/11750041/how-to-create-a-named-pipe-in-node-js)
目前理解的管道通信和UNIX Domain Socket实现基本一致,只是管道通信规范了读写权限,半双工通信,UNIX Domain Socket更加自由一些。
Signal是操作系统在终止进程前给进程发送的信号。在node中可以通过process.kill(pid, signal)/child_process.kill(pid, signal)接口实现,e.g.
// 要被终止的http守护进程 const Koa = require('koa') const app = new Koa() app.listen(3004, () => { console.log(`process pid is : ${process.pid}`) // process pid is : 75208 }) // 操作进程 process.kill(75208, 'SIGHUP') // 'SIGHUP'是一般结束进程的信号,还有更多其他的信号参考 [标识](https://blog.csdn.net/houjixin/article/details/71430489)
但这里的前提是你需要获取到被终止的进程pid,更多pid的内容可阅读我之前关于进程的文章。
一开始我以为是redis,各种MQ之类的基于TCP的消息队列。但其实是操作系统内的消息队列,node暂时没有提供相关的上层接口,需要更底层实现,e.g. svmq
更多node相关知识,请访问:nodejs 教程!!
以上是詳解node中進程通訊的幾種實作方式的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章!