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Node.js V0.12新特性之给子进程的同步API

2014-04-18 17:21 InfoQ

尽管发明Node.js的初衷主要是为了编写Web服务器,但开发人员又发现了其他适用(和不适用!)Node的用途。令人觉得惊喜的是,这些用途中有一个是编写shell脚本。并且那确实有意义:Node的跨平台支持已经相当好了,既然前端和后端都用JavaScript写了,如果构建系统也用JavaScript写不是更好吗,对吧?

异步对shell脚本的坏处

在这一用途上值得称道的库是Grunt,它是构建在ShellJS之上的。然而ShellJS有一块硬骨头要啃:Node迫使它用异步I/O。尽管对于Web服务器来说异步I/O很棒,因为它必须随时做出响应,但对于需要逐步执行的shell脚本来说,异步I/O意义不大。

所以,ShellJS的作者们发现了一个“有趣的”解决办法,让它可以运行一个shell命令,然后等着命令完成。

换句话说,在shell执行你的命令时,ShellJS依然在运行,并持续不断地轮询着文件系统,检查是否能找到表明命令已经完成的那个文件。有点儿像驴子。

这种效率低下又丑陋不堪的解决办法让Node核心团队受刺激了,实现了一个真正的解决方案 – Node v0.12最终应该会支持同步运行子进程。实际上这个特性已经在路线图上放了很长时间了–我记得是在2011年的JSConf.eu上(!) ,跟现在已经退休的Node维护者FelixGeisendoerfer坐在一起,勾勒出了一个实现execSync的办法。在过了两年多以后,这一特性现在终于出现在了master分支上。

同步对shell脚本的好处

我们刚加上的API spawnSync跟它的异步小伙伴类似,它提供的底层API让你可以完全掌控子进程的设置。它还会返回所有我们能够收集的信息:退出码、终止信号、可能的启动错误,以及这个进程的全部输出。当然,在流中使用spawnSync没有任何意义-它是同步的,所以事件处理器不能在进程退出前运行-所以进程的所有输出会被缓冲到一个单例字符串或缓冲对象中。

并且就像众所周知的exec(运行shell命令)和execFile(用于运行一个可执行文件)方法一样,我们为常见的情况添加了execSync和execFileSync,它们比spawnSync更易用。如果你用了这些API,Node会假定你关心的只是进程写到stdout中的数据。如果进程或shell返回了非零的退出码,node会认为出现错误了,exec(Sync)会抛出。

现在你可能在想“怎么要用这么长时间?”从表面上看,启动一个子进程并读取它的输出看起来简直是小菜一碟。也确实是这样-如果你只关心非常常见的情况。但是,我们不想做出来的解决方案只是一半。

当需要同时发送输入并读取一或多个输出流时,有两个选择:用线程-或者用事件循环。比如Python的实现,我们发现他们或者用事件循环(在Unix系的平台上)或者用线程(在Windows上)。并且它的实现可真不是一碟小菜。

2011年我们就意识到Node已经有一个非常棒的事件循环库了,即libuv。理论上已经具备了实现这一特性的所有条件。然而总是有或大或小的问题,让它并不能真正可靠地工作。

比如说,当子进程退出时,kernel会给node发送一个SIGCHLD信号通知它,但当有多个事件循环存在时,有很长一段时间libuv都不能正确处理信号。还有,删除事件循环并且不留下堆栈跟踪的能力也是最近才加上的。之前Node根本不管,它只是在某点退出,然后让OS打扫战场。如果我们需要一个临时的事件循环,并且在不需要它后仍然继续运行,这种策略就不太合适了。

慢慢的,随着时间的推移,所有这些问题都被解决了。所以如果你现在再设法看看过去那些缓冲区管理、参数解析、超时处理等诸如此类的东西,你会发现这个特性的核心只是一个事件循环,带子进程、计时器,还有一堆附着在它上面的管道。

如果你不关心它都是如何运作的,只需要看看文档,让node为控制子进程提供的丰富选项震你一下吧。现在谁愿意去把ShellJS修好?:)

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