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对于开发者来说,在开发应用程序的过程中,往往为了开发方便和解决bug需要借助于编程语言的调试功能。一般来说我们需要借助于强大IDE的调试功能来完成这项工作。nodejs也不例外。
今天我们来详细介绍一下如何调试nodejs程序。
开启nodejs的调试
还记得之前我们讲到的koa程序吗?本文将会以一个简单的koa服务端程序为例,来展开nodejs的调试。
先看下一个简单的koa服务app.js:
const Koa = require('koa'); const app = module.exports = new Koa(); app.use(async function(ctx) { ctx.body = 'Hello World'; }); if (!module.parent) app.listen(3000);
上面的程序开启了3000端口,建立了一个http服务。每次请求的时候,都会返回hello World,非常的简单。
要想运行上面的程序,我们需要执行node app.js。 这会执行app.js但是并不会开启调试功能。
怎么进行调试呢?
我们需要加上 --inspect 参数:
node --inspect app.js
上面的代码将会开启nodejs的调试功能。
我们看下输出结果:
Debugger listening on ws://127.0.0.1:9229/88c23ae3-9081-41cd-98b0-d0f7ebceab5a For help, see: https://nodejs.org/en/docs/inspector
结果告诉了我们两件事情,第一件事情就是debugger监听的端口。默认情况下将会开启127.0.0.1的9229端口。并且分配了一个唯一的UUID以供区分。
第二件事情就是告诉我们nodejs使用的调试器是Inspector。
Inspector是nodejs 8之后引入的,如果是在nodejs 7之前,那么使用的是legacy debugger。
调试的安全性
如果debugger连接到了nodejs运行环境中,如果有恶意攻击者的话,这个恶意攻击者可以在nodejs环境中运行任意代码。这会给我们的程序带来很大的安全隐患。
所以我们一定要注意调试的安全性。一般来说,我们不建议进行远程调试。
默认情况下 --inspect 绑定的是127.0.0.1,这样就只允许本地程序访问。并且任何本地运行的程序都有权限进行该程序的调试。
如果我们真的想将debug程序暴露给外部程序的话,那么可以指明本机的外网IP地址或者0.0.0.0(表示任何地址,无限制),这样远程机子就可以进行远程调试了。
如果我们想进行安全的remote debug该怎么处理呢?
首先,我们要开启本地的debug:
node --inspect app.js
然后我们可以搭建一个ssh隧道,将本地的9221端口映射到远程服务器的9229端口:
ssh -L 9221:localhost:9229 user@remote.example.com
这样我们就可以通过连接本地的9221端口,进行远程调试了。
使用WebStorm进行nodejs调试
JetBrains出品的WebStorm可谓是开发nodejs的利器,WebStorm自带有debug选项,如果开启该选项,则会在后台开启 --inspect:
使用WebStorm来进行调试和使用IDEA来进行java程序调试类似,这里就不多介绍了。
使用Chrome devTools进行调试
使用Chrome devTools进行调试的前提是我们已经开启了 --inspect模式。
在chrome中输入chrome://inspect:
我们可看到chrome inspect的界面,如果你本地已经有开启inspect的nodejs程序的话,在Remote Target中就可以直接看到。
选中你要调试的target,点击inspect,即可开启Chrome devTools调试工具:
你可以对程序进行profile,也可以进行调试。
这里我们关注的是调试,所以转到source一栏,添加你要调试的程序的源代码:
加入断点即可开始调试了。和在chrome中调试web端的js是一样的。
使用node-inspect来进行调试
其实nodejs有一个自带的调试工具,叫做node-inspect,这是一个cli的调试工具。我们看一下怎么使用。
我们直接使用:
node inspect app.js < Debugger listening on ws://127.0.0.1:9229/f1c64736-47a1-42c9-9e9e-f2665073d3eb < For help, see: https://nodejs.org/en/docs/inspector < Debugger attached. Break on start in app.js:1 > 1 const Koa = require('koa'); 2 const app = module.exports = new Koa(); 3 debug>
node inspect 做了两件事情,第一件事情就是生成子程序去运行node --inspect app.js,第二件事情就是在主程序中运行CLI调试窗口。
这个CLI调试程序为我们提供了一些非常有用的命令:
- Stepping
- cont, c: 继续执行
- next, n: Step到下一步
- step, s: Step in
- out, o: Step out
- pause: 暂停运行的代码
- Breakpoints
- setBreakpoint(), sb(): 在当前行设置断点
- setBreakpoint(line), sb(line): 在指定的行设置断点
- setBreakpoint(‘fn()’), sb(…): 在指定的function中设置断点
- setBreakpoint(‘script.js’, 1), sb(…): 在指定的脚本文件中设置断点
- clearBreakpoint(‘script.js’, 1), cb(…): 从文件中清除断点
- Information
- backtrace, bt: 打印当前execution frame的backtrace信息
- list(5): 列出源代码前后的5行
- watch(expr): 添加监听表达式
- unwatch(expr): 删除监听表达式
- watchers: 列出所有的watchers
- repl: 打开repl表达式
- exec expr: 执行表达式
通过上面的命令,我们可以在CLI中进行比较复杂的调试活动。
其他的debug客户端
除了上面我们讲到的几个之外,我们还可以使用vscode,Visual Studio ,Eclipse IDE 等来进行nodejs的调试,这里就不一一详细介绍了。
感兴趣的朋友可以自行探索。
本文作者:flydean程序那些事
本文链接:http://www.flydean.com/nodejs-debug/
本文来源:flydean的博客
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Nodejs开发指南 nodejs入门经典 Nodejs in Action nodejs手册中文版
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深入理解nodejs的HTTP处理流程
2021-02-03 20:15:38我们已经知道如何使用nodejs搭建一个HTTP服务,今天我们会详细的介绍nodejs中的HTTP处理流程,从而对nodejs的HTTP进行深入的理解。简介
我们已经知道如何使用nodejs搭建一个HTTP服务,今天我们会详细的介绍nodejs中的HTTP处理流程,从而对nodejs的HTTP进行深入的理解。
使用nodejs创建HTTP服务
使用nodejs创建HTTP服务很简单,nodejs提供了专门的HTTP模块,我们可以使用其中的createServer方法来轻松创建HTTP服务:
const http = require('http'); const server = http.createServer((request, response) => { // magic happens here! });
首先createServer方法传入的是一个callback函数,这个callback函数将会在每次服务端接收到客户端的请求时调用。所以这个callback函数,也叫做 request handler.
再看看createServer的返回值,createServer返回的是一个EventEmitter对象。
之前我们也介绍过了EventEmitter,它可以发送和接收事件,所以我们可以使用on来监听客户端的事件。
上面的代码相当于:
const server = http.createServer(); server.on('request', (request, response) => { // the same kind of magic happens here! });
当发送request事件的时候,就会触发后面的handler method,并传入request和response参数。我们可以在这个handler中编写业务逻辑。
当然,为了让http server正常运行,我们还需要加上listen方法,来绑定ip和端口,以最终启动服务。
const hostname = '127.0.0.1' const port = 3000 server.listen(port, hostname, () => { console.log(`please visit http://${hostname}:${port}/`) })
解构request
上面的request参数实际上是一个http.IncomingMessage对象,我们看下这个对象的定义:
class IncomingMessage extends stream.Readable { constructor(socket: Socket); aborted: boolean; httpVersion: string; httpVersionMajor: number; httpVersionMinor: number; complete: boolean; /** * @deprecate Use `socket` instead. */ connection: Socket; socket: Socket; headers: IncomingHttpHeaders; rawHeaders: string[]; trailers: NodeJS.Dict<string>; rawTrailers: string[]; setTimeout(msecs: number, callback?: () => void): this; /** * Only valid for request obtained from http.Server. */ method?: string; /** * Only valid for request obtained from http.Server. */ url?: string; /** * Only valid for response obtained from http.ClientRequest. */ statusCode?: number; /** * Only valid for response obtained from http.ClientRequest. */ statusMessage?: string; destroy(error?: Error): void; }
通常我们需要用到request中的method,url和headers属性。
怎么从request中拿到这些属性呢?对的,我们可以使用ES6中解构赋值:
const { method, url } = request; const { headers } = request; const userAgent = headers['user-agent'];
其中request的headers是一个IncomingHttpHeaders,它继承自NodeJS.Dict。
处理Request Body
从源码可以看出request是一个Stream对象,对于stream对象来说,我们如果想要获取其请求body的话,就不像获取静态的method和url那么简单了。
我们通过监听Request的data和end事件来处理body。
let body = []; request.on('data', (chunk) => { body.push(chunk); }).on('end', () => { body = Buffer.concat(body).toString(); // at this point, `body` has the entire request body stored in it as a string });
因为每次data事件,接收到的chunk实际上是一个Buffer对象。我们将这些buffer对象保存起来,最后使用Buffer.concat来对其进行合并,最终得到最后的结果。
直接使用nodejs来处理body看起来有点复杂,幸运的是大部分的nodejs web框架,比如koa和express都简化了body的处理。
处理异常
异常处理是通过监听request的error事件来实现的。
如果你在程序中并没有捕获error的处理事件,那么error将会抛出并终止你的nodejs程序,所以我们一定要捕获这个error事件。
request.on('error', (err) => { // This prints the error message and stack trace to `stderr`. console.error(err.stack); });
解构response
response是一个http.ServerResponse类:
class ServerResponse extends OutgoingMessage { statusCode: number; statusMessage: string; constructor(req: IncomingMessage); assignSocket(socket: Socket): void; detachSocket(socket: Socket): void; // https://github.com/nodejs/node/blob/master/test/parallel/test-http-write-callbacks.js#L53 // no args in writeContinue callback writeContinue(callback?: () => void): void; writeHead(statusCode: number, reasonPhrase?: string, headers?: OutgoingHttpHeaders): this; writeHead(statusCode: number, headers?: OutgoingHttpHeaders): this; writeProcessing(): void; }
对于response来说,我们主要关注的是statusCode:
response.statusCode = 404;
Response Headers:
response提供了setHeader方法来设置相应的header值。
response.setHeader('Content-Type', 'application/json'); response.setHeader('X-Powered-By', 'bacon');
还有一个更加直接的同时写入head和status code:
response.writeHead(200, { 'Content-Type': 'application/json', 'X-Powered-By': 'bacon' });
最后,我们需要写入response body,因为response是一个WritableStream,所以我们可以多次写入,最后以end方法结束:
response.write('<html>'); response.write('<body>'); response.write('<h1>Hello, World!</h1>'); response.write('</body>'); response.write('</html>'); response.end();
或者我们可以用一个end来替换:
response.end('<html><body><h1>Hello, World!</h1></body></html>');
综上,我们的代码是这样的:
const http = require('http'); http.createServer((request, response) => { const { headers, method, url } = request; let body = []; request.on('error', (err) => { console.error(err); }).on('data', (chunk) => { body.push(chunk); }).on('end', () => { body = Buffer.concat(body).toString(); // BEGINNING OF NEW STUFF response.on('error', (err) => { console.error(err); }); response.statusCode = 200; response.setHeader('Content-Type', 'application/json'); // Note: the 2 lines above could be replaced with this next one: // response.writeHead(200, {'Content-Type': 'application/json'}) const responseBody = { headers, method, url, body }; response.write(JSON.stringify(responseBody)); response.end(); // Note: the 2 lines above could be replaced with this next one: // response.end(JSON.stringify(responseBody)) // END OF NEW STUFF }); }).listen(8080);
本文作者:flydean程序那些事
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在nodejs中创建child process
2021-01-25 20:12:43nodejs的main event loop是单线程的,nodejs本身也维护着Worker Pool用来处理一些耗时的操作,我们还可以通过使用nodejs提供的worker_threads来手动创建新的线程来执行自己的任务。 本文将会介绍一种新的执行nodejs...简介
nodejs的main event loop是单线程的,nodejs本身也维护着Worker Pool用来处理一些耗时的操作,我们还可以通过使用nodejs提供的worker_threads来手动创建新的线程来执行自己的任务。
本文将会介绍一种新的执行nodejs任务的方式,child process。
child process
lib/child_process.js提供了child_process模块,通过child_process我们可以创建子进程。
注意,worker_threads创建的是子线程,而child_process创建的是子进程。
在child_process模块中,可以同步创建进程也可以异步创建进程。同步创建方式只是在异步创建的方法后面加上Sync。
创建出来的进程用ChildProcess类来表示。
我们看下ChildProcess的定义:
interface ChildProcess extends events.EventEmitter { stdin: Writable | null; stdout: Readable | null; stderr: Readable | null; readonly channel?: Pipe | null; readonly stdio: [ Writable | null, // stdin Readable | null, // stdout Readable | null, // stderr Readable | Writable | null | undefined, // extra Readable | Writable | null | undefined // extra ]; readonly killed: boolean; readonly pid: number; readonly connected: boolean; readonly exitCode: number | null; readonly signalCode: NodeJS.Signals | null; readonly spawnargs: string[]; readonly spawnfile: string; kill(signal?: NodeJS.Signals | number): boolean; send(message: Serializable, callback?: (error: Error | null) => void): boolean; send(message: Serializable, sendHandle?: SendHandle, callback?: (error: Error | null) => void): boolean; send(message: Serializable, sendHandle?: SendHandle, options?: MessageOptions, callback?: (error: Error | null) => void): boolean; disconnect(): void; unref(): void; ref(): void; /** * events.EventEmitter * 1. close * 2. disconnect * 3. error * 4. exit * 5. message */ ... }
可以看到ChildProcess也是一个EventEmitter,所以它可以发送和接受event。
ChildProcess可以接收到event有5种,分别是close,disconnect,error,exit和message。
当调用父进程中的 subprocess.disconnect() 或子进程中的 process.disconnect() 后会触发 disconnect 事件。
当出现无法创建进程,无法kill进程和向子进程发送消息失败的时候都会触发error事件。
当子进程结束后时会触发exit事件。
当子进程的 stdio 流被关闭时会触发 close 事件。 注意,close事件和exit事件是不同的,因为多个进程可能共享同一个stdio,所以发送exit事件并不一定会触发close事件。
看一个close和exit的例子:
const { spawn } = require('child_process'); const ls = spawn('ls', ['-lh', '/usr']); ls.stdout.on('data', (data) => { console.log(`stdout: ${data}`); }); ls.on('close', (code) => { console.log(`子进程使用代码 ${code} 关闭所有 stdio`); }); ls.on('exit', (code) => { console.log(`子进程使用代码 ${code} 退出`); });
最后是message事件,当子进程使用process.send() 发送消息的时候就会被触发。
ChildProcess中有几个标准流属性,分别是stderr,stdout,stdin和stdio。
stderr,stdout,stdin很好理解,分别是标准错误,标准输出和标准输入。
我们看一个stdout的使用:
const { spawn } = require('child_process'); const subprocess = spawn('ls'); subprocess.stdout.on('data', (data) => { console.log(`接收到数据块 ${data}`); });
stdio实际上是stderr,stdout,stdin的集合:
readonly stdio: [ Writable | null, // stdin Readable | null, // stdout Readable | null, // stderr Readable | Writable | null | undefined, // extra Readable | Writable | null | undefined // extra ];
其中stdio[0]表示的是stdin,stdio[1]表示的是stdout,stdio[2]表示的是stderr。
如果在通过stdio创建子进程的时候,这三个标准流被设置为除pipe之外的其他值,那么stdin,stdout和stderr将为null。
我们看一个使用stdio的例子:
const assert = require('assert'); const fs = require('fs'); const child_process = require('child_process'); const subprocess = child_process.spawn('ls', { stdio: [ 0, // 使用父进程的 stdin 用于子进程。 'pipe', // 把子进程的 stdout 通过管道传到父进程 。 fs.openSync('err.out', 'w') // 把子进程的 stderr 定向到一个文件。 ] }); assert.strictEqual(subprocess.stdio[0], null); assert.strictEqual(subprocess.stdio[0], subprocess.stdin); assert(subprocess.stdout); assert.strictEqual(subprocess.stdio[1], subprocess.stdout); assert.strictEqual(subprocess.stdio[2], null); assert.strictEqual(subprocess.stdio[2], subprocess.stderr);
通常情况下父进程中维护了一个对子进程的引用计数,只有在当子进程退出之后父进程才会退出。
这个引用就是ref,如果调用了unref方法,则允许父进程独立于子进程退出。
const { spawn } = require('child_process'); const subprocess = spawn(process.argv[0], ['child_program.js'], { detached: true, stdio: 'ignore' }); subprocess.unref();
最后,我们看一下如何通过ChildProcess来发送消息:
subprocess.send(message[, sendHandle[, options]][, callback])
其中message就是要发送的消息,callback是发送消息之后的回调。
sendHandle比较特殊,它可以是一个TCP服务器或socket对象,通过将这些handle传递给子进程。子进程将会在message事件中,将该handle传递给Callback函数,从而可以在子进程中进行处理。
我们看一个传递TCP server的例子,首先看主进程:
const subprocess = require('child_process').fork('subprocess.js'); // 打开 server 对象,并发送该句柄。 const server = require('net').createServer(); server.on('connection', (socket) => { socket.end('由父进程处理'); }); server.listen(1337, () => { subprocess.send('server', server); });
再看子进程:
process.on('message', (m, server) => { if (m === 'server') { server.on('connection', (socket) => { socket.end('由子进程处理'); }); } });
可以看到子进程接收到了server handle,并且在子进程中监听connection事件。
下面我们看一个传递socket对象的例子:
onst { fork } = require('child_process'); const normal = fork('subprocess.js', ['normal']); const special = fork('subprocess.js', ['special']); // 开启 server,并发送 socket 给子进程。 // 使用 `pauseOnConnect` 防止 socket 在被发送到子进程之前被读取。 const server = require('net').createServer({ pauseOnConnect: true }); server.on('connection', (socket) => { // 特殊优先级。 if (socket.remoteAddress === '74.125.127.100') { special.send('socket', socket); return; } // 普通优先级。 normal.send('socket', socket); }); server.listen(1337);
subprocess.js的内容:
process.on('message', (m, socket) => { if (m === 'socket') { if (socket) { // 检查客户端 socket 是否存在。 // socket 在被发送与被子进程接收这段时间内可被关闭。 socket.end(`请求使用 ${process.argv[2]} 优先级处理`); } } });
主进程创建了两个subprocess,一个处理特殊的优先级, 一个处理普通的优先级。
异步创建进程
child_process模块有4种方式可以异步创建进程,分别是child_process.spawn()、child_process.fork()、child_process.exec() 和 child_process.execFile()。
先看一个各个方法的定义:
child_process.spawn(command[, args][, options]) child_process.fork(modulePath[, args][, options]) child_process.exec(command[, options][, callback]) child_process.execFile(file[, args][, options][, callback])
其中child_process.spawn是基础,他会异步的生成一个新的进程,其他的fork,exec和execFile都是基于spawn来生成的。
fork会生成新的Node.js 进程。
exec和execFile是以新的进程执行新的命令,并且带有callback。他们的区别就在于在windows的环境中,如果要执行.bat或者.cmd文件,没有shell终端是执行不了的。这个时候就只能以exec来启动。execFile是无法执行的。
或者也可以使用spawn。
我们看一个在windows中使用spawn和exec的例子:
// 仅在 Windows 上。 const { spawn } = require('child_process'); const bat = spawn('cmd.exe', ['/c', 'my.bat']); bat.stdout.on('data', (data) => { console.log(data.toString()); }); bat.stderr.on('data', (data) => { console.error(data.toString()); }); bat.on('exit', (code) => { console.log(`子进程退出,退出码 ${code}`); });
const { exec, spawn } = require('child_process'); exec('my.bat', (err, stdout, stderr) => { if (err) { console.error(err); return; } console.log(stdout); }); // 文件名中包含空格的脚本: const bat = spawn('"my script.cmd"', ['a', 'b'], { shell: true }); // 或: exec('"my script.cmd" a b', (err, stdout, stderr) => { // ... });
同步创建进程
同步创建进程可以使用child_process.spawnSync()、child_process.execSync() 和 child_process.execFileSync() ,同步的方法会阻塞 Node.js 事件循环、暂停任何其他代码的执行,直到子进程退出。
通常对于一些脚本任务来说,使用同步创建进程会比较常用。
本文作者:flydean程序那些事
本文链接:http://www.flydean.com/nodejs-childprocess/
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