进程与线程

进程、线程

进程、线程是操作系统的基本概念
进程
- 进程是正在运行的程序的实例，是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位，是操作系统结构的基础
线程
- 是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流，一个进程中可以并发多个线程，每条线程并行执行不同的任务
在单核计算机中，cup是无法被多个程序使用，意味着同一时刻只能执行一个程序，如果有两个程序需要执行，就需要分配运行程序，比如这一时刻运行A程序，下一时刻运行B程序，也就表示A和B程序轮流独享cpu，这种分配程序的模块叫做'调度器'，它所做的就是把cpu分成一段段的'运行片'，轮流分给不同的程序去执行，从宏观上讲，由于分配切换的速度极快，因此造成了多个程序同时运行在cpu上的假象。
在单核计算机中，内存是可以被多个程序共享的，当程序A使用名为a的内存，程序b也可以使用名为a的内存，那么这个时候就会导致同一内存被修改而引发程序崩溃，因此诞生了内存管理模块、虚拟地址、物理地址等核心功能，而在程序中诞生了一个概念，叫做进程，所有的进程对应同一个虚拟地址，由内存管理模块等映射到物理地址上为其分配独立内存空间。
一个程序中可以包含多个任务，当不同的任务想要共享cpu，共享物理内存的时候，就诞生了线程，它被包裹在进程里面，在调度器管理共享cpu、使用同一虚拟地址、同一物理地址，但是它们无法跨越包裹自己的进程访问其他进程的物理地址。
不同的进程之间也可以共享物理地址，符合posix规范的操作系统都提供了一个接口，叫mmap，可以把一个物理地址空间映射到不同的进程中，由不同的进程来共享。
总结：
- 单核情况下，同一时刻只能运行一个程序，由调度器切换执行程序，从而造成多程序同时运行在cpu的假象，程序不能够单独运行，只有将程序加载到内存中，系统为其分配运行的空间才能够运行，这种执行的程序称之为进程，也就是说进程是系统进行资源分配和调度的一个单位，程序与进程的区别在于程序是一个指令或者说任务的集合，是进程运行的静态描述文件，而进程是程序在系统上顺序执行的动态描述，而线程是包含于进程中，是进程的一个实体，一个进程可以拥有多个线程，代表一个程序中的不同任务，可以同时执行，它们共享内存空间和资源，系统并不会为线程分配资源，因此线程不能独立运行，只能依赖于进程，一个线程崩溃会导致一个进程崩溃，但是一个进程崩溃并不会影响其他进程，因为进程享有独立内存空间
process对象
- process对象用于处理与当前进程相关的事情，它是一个全局对象，可以在任何地方直接访问到它而无需引入额外模块，这个对象代表我们的node.js代码宿主的操作系统进程对象。使用process对象可以截获进程的异常、退出等事件，也可以获取进程的当前目录、环境变量、内存占用等信息，还可以执行进程退出、工作目录切换等操作
- os模块
  - operating system简写
  - os模块可提供操作系统的一些基本信息
  - 常用方法
    - 例：
    - ```
    var os = require("os");
     
    var result = os.platform(); //查看操作系统平台
               //os.release(); 查看操作系统版本
               //os.type();  查看操作系统名称
               //os.arch();  查看操作系统CPU架构
     
    console.log(result);
```
- cwd()
  - 获取当前应用程序路径
  - 例：
  - ```
  process.cwd() // /Users/shenjianbo/codes/practise/nodejs/process
```
- argv
  - 获取命令行输入的参数，得到一个数组
  - 例：
  - ```
  process.argv; 
  // [ '/Users/shenjianbo/.nvm/versions/node/v8.15.1/bin/node',
    '/Users/shenjianbo/codes/practise/nodejs/process/index' ]
```
- env
  - 获取当前系统环境信息的对象，可以用来进一步获取环境变量、用户名等系统信息
  - 例：
  - ```
  process.env; 
```
- version
  - 暴露编译时存储版本信息的内置变量NODE_VERSION的属性
  - 例：
  - ```
  process.version; // v8.15.1
```
- chdir()
  - 改变当前工作进程的目录
  - 例：
  - ```
  console.log(process.cwd());
  // /Users/shenjianbo/codes/practise/nodejs/process
  process.chdir('./dist');
  console.log(process.cwd());
  // /Users/shenjianbo/codes/practise/nodejs/process/dist
```
- exit()
  - 终止当前进程
  - 例：
  - ```
  process.exit()
```
- 输入输出流
  - process.stdout
    - 一个指向标准输出流(stdout)的可写的流
    - 例：
    - ```
    process.stdout.write('这是一行数据\n这是第二行数据');
```
- process.stderr
  - 一个指向标准错误流(stderr)的可写的流
  - 例
  - ```
  process.stderr.write('输出一行标准错误流，效果跟stdout没差别');
```
  - process.stdin
    - 一个指向标准输入流(stdin)的可读流(Readable Stream)。标准输入流默认是暂停(pause)的，所以必须要调用process.stdin.resume()来恢复(resume)接收
- nexTick()
  - process 对象最重要的一个方法了，表示在事件循环（EventLoop）的下一次循环中调用 callback 回调函数
  - 例：
  - ```
  console.log('开始');
  process.nextTick(function() {
    console.log('nextTick 回调');
  });
  setTimeout(function(){
    console.log('新的EventLoop!')
  }, 0);
  console.log('当前EventLoop');
  // 开始
  // 当前EventLoop
  // nextTick 回调
  // 新的EventLoop!
```
- 事件
  - exit
    - 当进程将要退出时触发
    - 例：
    - ```
    process.on('exit', function() {
        // 设置一个延迟执行
        setTimeout(function() {
            console.log('主事件循环已停止，所以不会执行');
        }, 0);
        console.log('退出前执行');
    });
    setTimeout(function() {
        console.log('1');
    }, 500);
```
- uncaughtException
  - 捕获没有 try catch 的异常错误
  - 例：
  - ```
  process.on('uncaughtException', function() {
      console.log('捕获到一个异常');
  });
  var a = '123';
  a.a(); //触发异常事件
  console.log('上面的代码发生异常，这句话不会显示出来');
```
  - data
    - 读取输入内容，并主动触发process.stdin.resume()
    - 例：
    - ```
    process.on('data', data => {
        // 设置输入字符编码
        process.stdin.setEncoding('utf8');
        console.log(data);
    })
```
- process.stdin.resume();
  - 输入进入流模式默认关闭，需用resume开启
- process.stdin.pause();
  - 停止输入流
- child_process模块
  - 子进程模块，提供了衍生子进程的能力
  - 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)。以异步函数中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
  - 方法
    - spawn(command, [,args],[,options])
      - command指将要运行的命令
      - args 命令后跟的一个字符串的参数数组
      - options配置对象
      - 该方法返回一个childProcess对象
    - exec(command, [,options], callback)
      - command指将要运行的命令,参数使用空格隔开
      - options配置对象
      - callback回调函数，接受三个参数，err, stderr, stdout
      - 该方法返回一个childProcess对象
    - 区别
      - spawn
        
        没有限制子进程返回给node的数据大小，在子进程开始运行时，就不断的以流的形式把数据返回给主进程
        
        没有回调函数
        
        适合处理如图像处理，文件读取
      - exec
        
        传输的数据有大小限制，默认大小为200kb，设置options的maxBuffer可以扩大容量，子进程运行过程中会将数据存储在buffer中，等程序执行完毕后，再一次返回给主进程
        
        是对spawn的一种封装，在处理复杂的命令时，更为方便
        
        适合处理微任务，如返回一个状态
- util模块
  - util 模块主要用于支持 Node.js 内部 API 的需求
  - format方法
    - util.format() 方法返回一个格式化后的字符串
    - 例：
    - ```
    util.format('%s:%s', 'foo', 'bar', 'baz'); // 'foo:bar baz'
```
- cluster模块
  - 多进程模块
  - fork()
    - 创建一个子进程