Node 中的孤儿/僵尸/守护进程

孤儿进程

父进程已经退出，它的一个或者多个子进程还在运行，上述的子进程会成为孤儿进程

孤儿进程会被 init 进程(pid 为 1)收养，并由 init 进程完成对它们的状态收集工作 master 对应代码

const fork = require('child_process').fork;
const server = require('net').createServer();
server.listen(3000);
const worker = fork('./worker.js');

process.title = 'FBB master';

worker.send('server', server);
console.log(`worker created, ppid is ${process.pid}, pid is ${worker.pid}`);

下面是 worker 对应的代码 worker 对应代码

const http = require('http');
const server = http.createServer((req, res) => {
  res.end(`I am worker process, pid: ${process.pid}, ppid: ${process.ppid}`);
});

let worker = null;

process.on('message', (message, sendHandle) => {
  if (message === 'server') {
    worker = sendHandle;
    worker.on('connection', (socket) => {
      server.emit('connection', socket);
    });
  }
});

执行 node master.js，开启两个进程，当我们执行第一次curl http://127.0.0.1:3000，能够打印出来期望的 pid/ppid；当我们在活动监视器退出掉我们的 master 进程，再次执行，这个时候 ppid 就变成了 1，此时的 worker 已经变成了孤儿进程

僵尸进程

主进程通过 fork 创建了子进程，如果子进程退出之后父进程没有获取子进程的状态信息，那么子进程中保存的进程号/退出状态/运行时间等都不会被释放，进程号会一直被占用

const fork = require('child_process').fork;

zombie();

function zombie() {
  const worker = fork('./worker.js');
  console.log(`Worker is created, pid: ${worker.pid}, ppid: ${process.pid}`);
  while (1) {} // 主进程永久阻塞
}

进程的状态

R 运行状态(running): 并不意味着进程一定在运行中，它表明进程要么是在运行中要么在运行队列里。
S 睡眠状态(sleeping): 意味着进程在等待事件完成(这里的睡眠有时候也叫做可中断睡眠 interruptible sleep)
D 磁盘休眠状态(Disk sleep): 有时候也叫不可中断睡眠状态（uninterruptible sleep），在这个状态的进程通常会等待 IO 的结束
T 停止状态(stopped): 可以通过发送 SIGSTOP 信号给进程来停止（T）进程。这个被暂停的进程可以通过发送 SIGCONT 信号让进程继续运行
X 死亡状态(dead): 这个状态只是一个返回状态，你不会在任务列表里看到这个状态。
Z 僵死状态(zombie)

原本在 Node 中，子进程退出之后，父进程可以感知到并且清理子进程资源，正常情况下，开发者是无需感知的。

该示例之所以能够成为僵尸进程是因为while(1){}吃满了父进程的 CPU，无法处理子进程的退出信号。

修改上述代码，子进程退出之后，父进程可以监听到，就不会有僵尸进程的产生。

const fork = require('child_process').fork;

zombie();

function zombie() {
  const worker = fork('./worker.js');
  worker
    .on('exit', () => {
      console.log('exit');
    })
    .on('close', () => {
      console.log('close');
    });
}

僵尸进程和孤儿进程区别

守护进程

是什么

守护进程是一个在后台运行并且不受任何终端控制的进程，并且能够因为某个异常导致进程退出的时候重启子进程守护进程一般在系统启动时开始运行，除非强行终止，否则直到系统关机都保持运行

为什么脱离终端

当我们编写 Node 代码的时候，我们会使用终端来启动一个进程，通过命令行(Ctrl + C)或者手动关闭终端，当前程序会被关掉这样进程也被关掉了。但是对于守护进程来说，它需要脱离这种限制，需要在整个系统关闭时才退出，所以不能够依赖终端

如何查看守护进程

使用命令 ps axj a: 显示所有 x: 显示没有终端控制的进程 j: 显示相关信息

进程组/会话/控制终端

进程组是什么

每个进程属于一个进程组
每个进程组都有一个进程组号(PGID)，等于该进程组组长的 PID
一个进程只能为它自己或子进程设置 PGID 号，默认情况下新创建的进程会继承父进程的 PGID

会话期是什么

是一个或多个进程组的集合，使用 SID 来标识
登录后新建一个会话，登录之后的第一个进程就是会话领头进程，对于领头进程来说 PID = SID
一个会话对应一个控制终端

控制终端

一个会话会有一个控制终端用于执行操作，控制进程打开一个终端之后，该终端就会成为当前会话的控制终端

前台进程组/后台进程组

前台进程组：该进程组的进程能够对终端设备进行读写操作后台进程组：该进程组的进程能够对终端设备进行写操作

它们的关系

怎么做

实现监听子进程退出

利用 NodeJS 的事件机制，监听 exit 事件

在 master.js 中使用 fork 创建子进程
监听 exit 事件，1s 之后创建一个新的子进程

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

const forkChild = () => {
  const child = fork('log.js');
  child.on('exit', () => {
    setTimeout(() => {
      forkChild();
    }, 1000);
  });
};

forkChild();

// log.js
const fs = require('fs');
const path = require('path');

fs.open(path.resolve(__dirname, 'log.txt'), 'w', function (err, fd) {
  setInterval(() => {
    fs.write(fd, process.pid + '\n', function () {});
  }, 2000);
});

使用 node master 启动项目之后，使用 kill 命令杀掉对应的子进程，能够成功重启子进程，守护进程生效~

如何退出终端运行？

使用 setsid，那 setsid 能做什么？

该进程变成一个新会话的会话组长
该进程变成一个新进程组的组长
该进程没有控制终端

在 Node 中如何调用 setsid 方法呢？ Node 尚未对 setsid 进程封装，但是我们可以通过 child_process.spawn 来调用该方法。 spawn 中有一个配置项 detached，当其detached: true时，会调用 setsid 方法 > 在非 Windows 平台上，如果 options.detached 设置为 true，则子进程将成为新进程组和会话的领导者。子进程可以在父进程退出后继续运行。

开始实现

在 command 中使用 child_process.spawn(master) 创建子进程
对进程 master 执行 setsid 方法
进程 command 退出，进程 master 由 init 进程接管，此时进程 master 为守护进程

创建 command，使用 spawn 方法衍生子进程

//command.js
const { spawn } = require('child_process');

spawn('node', ['./master.js'], {
  detached: true,
});

process.exit(0);

当我们执行 node command 之后，我们的主进程就会关闭，但是我们的子进程还在继续运行，且不受终端控制，该进程就是我们创建的守护进程

🤔 我们为什么会 fork/spawn 两次？第一次执行 spawn：让 master 去调用 setsid 方法，成为会话期的组长，切不受终端的控制第二次执行 fork：因为第一次 spawn 出来的 master 通过 setsid 成为会话期的组长，能够再一次打开控制终端。再一次 fork 之后，创建出来 log 进程，无法打开新的控制终端