一、Express 框架

1.1 Express 简介

Express 是一个简洁而灵活的 node.js Web应用框架, 提供了一系列强大特性帮助你创建各种 Web 应用，和丰富的 HTTP 工具。

使用 Express 可以快速地搭建一个完整功能的网站。

Express 框架核心特性：

1.可以设置中间件来响应 HTTP 请求。
2.定义了路由表用于执行不同的 HTTP 请求动作。
3.可以通过向模板传递参数来动态渲染 HTML 页面。

1.2 安装 Express

安装 Express 并将其保存到依赖列表中：

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cnpm install express --save -g

注意 : express 4.x版本中将命令工具分出来,安装一个命令工具,执行命令:npm install -g express-generator，输入express --version验证。

以上命令会将 Express 框架安装在当前目录的 node_modules 目录中， node_modules 目录下会自动创建 express 目录。以下几个重要的模块是需要与 express 框架一起安装的：

1.body-parser - node.js 中间件，用于处理 JSON, Raw, Text 和 URL 编码的数据。
2.cookie-parser - 这就是一个解析Cookie的工具。通过req.cookies可以取到传过来的cookie，并把它们转成对象。
3.multer - node.js 中间件，用于处理 enctype="multipart/form-data"（设置表单的MIME编码）的表单数据。

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cnpm install body-parser --save
cnpm install cookie-parser --save
cnpm install multer --save

安装完后，我们可以查看下 express 使用的版本号：

cnpm list express
C:\Users\wno704
`-- express@4.17.1 -> C:\Users\wno704\node_modules_express@4.17.1@express

1.3 第一个 Express 框架实例

接下来我们使用 Express 框架来输出 "Hello World"。

以下实例中我们引入了 express 模块，并在客户端发起请求后，响应 "Hello World" 字符串。

创建 express_demo.js 文件，代码如下所示：

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var express = require('express');
var app = express();

app.get('/', function (req, res) {
    res.send('Hello World');
})

var server = app.listen(8081, function () {

    var host = server.address().address
    var port = server.address().port

    console.log("应用实例，访问地址为 http://%s:%s", host, port)
})

注意: 如果在执行js文件报Error: Cannot find module express错误。解决办法：在自己的工程目录下再次执行: npm install express

执行以上代码：

应用实例，访问地址为 http://:::8081

然后访问 http://127.0.0.1:8081 ，结果如下图所示：

1.4 请求和响应

Express 应用使用回调函数的参数： request 和 response 对象来处理请求和响应的数据。

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app.get('/', function (req, res) {
   // --
})

request 和 response 对象的具体介绍：

Request 对象 - request 对象表示 HTTP 请求，包含了请求查询字符串，参数，内容，HTTP 头部等属性。常见
属性有：

属性描述
req.app当callback为外部文件时，用req.app访问express的实例
req.baseUrl获取路由当前安装的URL路径
req.body / req.cookies获得「请求主体」/ Cookies
req.fresh / req.stale判断请求是否还「新鲜」
req.hostname / req.ip获取主机名和IP地址
req.originalUrl获取原始请求URL
req.params获取路由的parameters
req.path获取请求路径
req.protocol获取协议类型
req.query获取URL的查询参数串
req.route获取当前匹配的路由
req.subdomains获取子域名
req.accepts()检查可接受的请求的文档类型
req.acceptsCharsets / req.acceptsEncodings / req.acceptsLanguages返回指定字符集的第一个可接受字符编码
req.get()获取指定的HTTP请求头
req.is()判断请求头Content-Type的MIME类型

Response 对象 - response 对象表示 HTTP 响应，即在接收到请求时向客户端发送的 HTTP 响应数据。常见属性有：

属性描述
res.app同req.app一样
res.append()：追加指定HTTP头
res.set()在res.append()后将重置之前设置的头
res.cookie(name，value [，option])：设置Cookie
opitiondomain / expires / httpOnly / maxAge / path / secure / signed
res.clearCookie()清除Cookie
res.download()传送指定路径的文件
res.get()返回指定的HTTP头
res.json()传送JSON响应
res.jsonp()传送JSONP响应
res.location()只设置响应的Location HTTP头，不设置状态码或者close response
res.redirect()设置响应的Location HTTP头，并且设置状态码302
res.render(view,[locals],callback)渲染一个view，同时向callback传递渲染后的字符串，如果在渲染过程中有错误发生next(err)将会被自动调用。callback将会被传入一个可能发生的错误以及渲染后的页面，这样就不会自动输出了。
res.send()传送HTTP响应
res.sendFile(path [，options] [，fn])传送指定路径的文件 -会自动根据文件extension设定Content-Type
res.set()设置HTTP头，传入object可以一次设置多个头
res.status()设置HTTP状态码
res.type()设置Content-Type的MIME类型

1.5 路由

我们已经了解了 HTTP 请求的基本应用，而路由决定了由谁(指定脚本)去响应客户端请求。

在HTTP请求中，我们可以通过路由提取出请求的URL以及GET/POST参数。

接下来我们扩展 Hello World，添加一些功能来处理更多类型的 HTTP 请求。

创建 express_demo2.js 文件，代码如下所示：

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var express = require('express');
var app = express();

//  主页输出 "Hello World"
app.get('/', function (req, res) {
    console.log("主页 GET 请求");
    res.send('Hello GET');
})


//  POST 请求
app.post('/', function (req, res) {
    console.log("主页 POST 请求");
    res.send('Hello POST');
})

//  /del_user 页面响应
app.get('/del_user', function (req, res) {
    console.log("/del_user 响应 DELETE 请求");
    res.send('删除页面');
})

//  /list_user 页面 GET 请求
app.get('/list_user', function (req, res) {
    console.log("/list_user GET 请求");
    res.send('用户列表页面');
})

// 对页面 abcd, abxcd, ab123cd, 等响应 GET 请求
app.get('/ab*cd', function(req, res) {
    console.log("/ab*cd GET 请求");
    res.send('正则匹配');
})


var server = app.listen(8081, function () {
    var host = server.address().address
    var port = server.address().port
    console.log("应用实例，访问地址为 http://%s:%s", host, port)
})

执行以上代码：

应用实例，访问地址为 http://:::8081

接下来你可以尝试访问 http://127.0.0.1:8081 不同的地址，查看效果。

访问 http://127.0.0.1:8081/list_user ，结果如下图所示：

访问 http://127.0.0.1:8081/abcd ，结果如下图所示：

访问 http://127.0.0.1:8081/abcdefg ，结果如下图所示：

1.6 静态文件

Express 提供了内置的中间件 express.static 来设置静态文件如：图片， CSS, JavaScript 等。

你可以使用 express.static 中间件来设置静态文件路径。例如，如果你将图片， CSS, JavaScript 文件放在 public 目录下，你可以这么写：

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app.use('/public', express.static('public'));

我们可以到 public/images 目录下放些图片,如下所示：

让我们再修改下 "Hello World" 应用添加处理静态文件的功能。
创建 express_demo3.js 文件，代码如下所示：

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var express = require('express');
var app = express();

app.use('/public', express.static('public'));

app.get('/', function (req, res) {
    res.send('Hello World');
})

var server = app.listen(8081, function () {

    var host = server.address().address
    var port = server.address().port

    console.log("应用实例，访问地址为 http://%s:%s", host, port)

})

执行以上代码：

应用实例，访问地址为 http://:::8081

执行以上代码：

在浏览器中访问 http://127.0.0.1:8081/public/images/logo.jpg ，结果如下图所示：

1.7 GET 方法

以下实例演示了在表单中通过 GET 方法提交两个参数，我们可以使用 express_get.js 文件内的 process_get 路由器来处理输入：
index-get.html 文件代码：

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<html>
<body>
<form action="http://127.0.0.1:8081/process_get" method="GET">
    First Name: <input type="text" name="first_name">  <br>

    Last Name: <input type="text" name="last_name">
    <input type="submit" value="Submit">
</form>
</body>
</html>

express_get.js文件代码：

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var express = require('express');
var app = express();

app.use('/public', express.static('public'));

app.get('/index.html', function (req, res) {
    res.sendFile( __dirname + "/" + "index-get.html" );
})

app.get('/process_get', function (req, res) {

    // 输出 JSON 格式
    var response = {
        "first_name":req.query.first_name,
        "last_name":req.query.last_name
    };
    console.log(response);
    res.end(JSON.stringify(response));
})

var server = app.listen(8081, function () {

    var host = server.address().address
    var port = server.address().port

    console.log("应用实例，访问地址为 http://%s:%s", host, port)

})

执行以上代码：

应用实例，访问地址为 http://:::8081

浏览器访问 http://127.0.0.1:8081/index.html ，如图所示：

1.8 POST 方法

以下实例演示了在表单中通过 POST 方法提交两个参数，我们可以使用 express_post.js 文件内的 process_post 路由器来处理输入：
index-post.html 文件代码：

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<html>
<body>
<form action="http://127.0.0.1:8081/process_post" method="POST">
    First Name: <input type="text" name="first_name">  <br>

    Last Name: <input type="text" name="last_name">
    <input type="submit" value="Submit">
</form>
</body>
</html>

express_post.js

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var express = require('express');
var app = express();
var bodyParser = require('body-parser');

// 创建 application/x-www-form-urlencoded 编码解析
var urlencodedParser = bodyParser.urlencoded({ extended: false })

app.use('/public', express.static('public'));

app.get('/index.html', function (req, res) {
    res.sendFile( __dirname + "/" + "index-post.html" );
})

app.post('/process_post', urlencodedParser, function (req, res) {

    // 输出 JSON 格式
    var response = {
        "first_name":req.body.first_name,
        "last_name":req.body.last_name
    };
    console.log(response);
    res.end(JSON.stringify(response));
})

var server = app.listen(8081, function () {

    var host = server.address().address
    var port = server.address().port

    console.log("应用实例，访问地址为 http://%s:%s", host, port)

})

执行以上代码：

应用实例，访问地址为 http://:::8081

浏览器访问 http://127.0.0.1:8081/index.html ，如图所示：，如下演示：

1.9 文件上传

以下我们创建一个用于上传文件的表单，使用 POST 方法，表单 enctype 属性设置为 multipart/form-data。
index-file.html 文件代码：

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<head>
    <title>文件上传表单</title>
</head>
<body>
<h3>文件上传：</h3>
选择一个文件上传: <br />
<form action="/file_upload" method="post" enctype="multipart/form-data">
    <input type="file" name="image" size="50" />
    <br />
    <input type="submit" value="上传文件" />
</form>
</body>
</html>

express_file.js

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var express = require('express');
var app = express();
var fs = require("fs");

var bodyParser = require('body-parser');
var multer  = require('multer');

app.use('/public', express.static('public'));
app.use(bodyParser.urlencoded({ extended: false }));
app.use(multer({ dest: 'tmp/'}).array('image'));

app.get('/index.html', function (req, res) {
    res.sendFile( __dirname + "/" + "index-file.html" );
})

app.post('/file_upload', function (req, res) {

    console.log(req.files[0]);  // 上传的文件信息

    var des_file = __dirname + "/" + req.files[0].originalname;
    fs.readFile( req.files[0].path, function (err, data) {
        fs.writeFile(des_file, data, function (err) {
            if( err ){
                console.log( err );
            }else{
                response = {
                    message:'File uploaded successfully',
                    filename:req.files[0].originalname
                };
            }
            console.log( response );
            res.end( JSON.stringify( response ) );
        });
    });
})

var server = app.listen(8081, function () {

    var host = server.address().address
    var port = server.address().port

    console.log("应用实例，访问地址为 http://%s:%s", host, port)

})

执行以上代码：

应用实例，访问地址为 http://:::8081

注意：如果提示multer，在目录命令行下执行：npm install multer

浏览器访问 http://127.0.0.1:8081/index.html ，如图所示：

我们可以使用中间件向 Node.js 服务器发送 cookie 信息，以下代码输出了客户端发送的 cookie 信息：
express_cookie.js 文件代码：

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// express_cookie.js 文件
var express      = require('express')
var cookieParser = require('cookie-parser')
var util = require('util');

var app = express()
app.use(cookieParser())

app.get('/', function(req, res) {
    console.log("Cookies: " + util.inspect(req.cookies));
})

app.listen(8081)

执行以上代码,可以访问 http://127.0.0.1:8081 并查看终端信息的输出，如下演示：

1.11 相关资料

Express官网： http://expressjs.com/
Express4.x API 中文版： Express4.x API Chinese
Express4.x API： http://expressjs.com/zh-cn/4x/api.html

二、RESTful API

2.1 什么是 REST？

REST即表述性状态传递（英文：Representational State Transfer，简称REST）是Roy Fielding博士在2000年他的博士论文中提出来的一种软件架构风格。

表述性状态转移是一组架构约束条件和原则。满足这些约束条件和原则的应用程序或设计就是RESTful。需要注意的是，REST是设计风格而不是标准。REST通常基于使用HTTP，URI，和XML（标准通用标记语言下的一个子集）以及HTML（标准通用标记语言下的一个应用）这些现有的广泛流行的协议和标准。REST 通常使用 JSON 数据格式。

HTTP 方法

以下为 REST 基本架构的四个方法：

1.GET - 用于获取数据。
2.PUT - 用于更新或添加数据。
3.DELETE - 用于删除数据。
4.POST - 用于添加数据。

2.2 RESTful Web Services

Web service是一个平台独立的，低耦合的，自包含的、基于可编程的web的应用程序，可使用开放的XML（标准通用标记语言下的一个子集）标准来描述、发布、发现、协调和配置这些应用程序，用于开发分布式的互操作的应用程序。

基于 REST 架构的 Web Services 即是 RESTful。

由于轻量级以及通过 HTTP 直接传输数据的特性，Web 服务的 RESTful 方法已经成为最常见的替代方法。可以使用各种语言（比如 Java 程序、Perl、Ruby、Python、PHP 和 Javascript[包括 Ajax]）实现客户端。

RESTful Web 服务通常可以通过自动客户端或代表用户的应用程序访问。但是，这种服务的简便性让用户能够与之直接交互，使用它们的 Web 浏览器构建一个 GET URL 并读取返回的内容。

更多介绍，可以查看： RESTful 架构详解

2.3 创建 RESTful

首先，创建一个 json 数据资源文件 users.json，内容如下：

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{
  "user1" : {
    "name" : "mahesh",
    "password" : "password1",
    "profession" : "teacher",
    "id": 1
  },
  "user2" : {
    "name" : "suresh",
    "password" : "password2",
    "profession" : "librarian",
    "id": 2
  },
  "user3" : {
    "name" : "ramesh",
    "password" : "password3",
    "profession" : "clerk",
    "id": 3
  }
}

基于以上数据，我们创建以下 RESTful API：

序号URIHTTP 方法发送内容结果
1listUsersGET空显示所有用户列表
2addUserPOSTJSON 字符串添加新用户
3deleteUserDELETEJSON 字符串删除用户
4:idGET空显示用户详细信息

2.4 示例

以下代码，我们创建了 RESTful API listUsers，用于读取用户的信息列表， restful.js 文件代码如下所示：

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var express = require('express');
var app = express();
var fs = require("fs");

app.get('/listUsers', function (req, res) {
    fs.readFile( __dirname + "/" + "users.json", 'utf8', function (err, data) {
        console.log( data );
        res.end( data );
    });
})

//添加的新用户数据
var user = {
    "user4" : {
        "name" : "mohit",
        "password" : "password4",
        "profession" : "teacher",
        "id": 4
    }
}

app.get('/addUser', function (req, res) {
    // 读取已存在的数据
    fs.readFile( __dirname + "/" + "users.json", 'utf8', function (err, data) {
        data = JSON.parse( data );
        data["user4"] = user["user4"];
        console.log( data );
        res.end( JSON.stringify(data));
    });
})


app.get('/:id', function (req, res) {
    // 首先我们读取已存在的用户
    fs.readFile( __dirname + "/" + "users.json", 'utf8', function (err, data) {
        data = JSON.parse( data );
        var user = data["user" + req.params.id]
        console.log( user );
        res.end( JSON.stringify(user));
    });
})

app.get('/deleteUser/:id', function (req, res) {

    // First read existing users.
    fs.readFile( __dirname + "/" + "users.json", 'utf8', function (err, data) {
        data = JSON.parse( data );
        delete data["user" + req.params.id];

        console.log( data );
        res.end( JSON.stringify(data));
    });
})

var server = app.listen(8081, function () {

    var host = server.address().address
    var port = server.address().port

    console.log("应用实例，访问地址为 http://%s:%s", host, port)

})

接下来启动restful.js。

2.5 测试

获取用户列表：

访问 http://127.0.0.1:8081/listUsers ,结果如下所示：

{
"user1" : {
"name" : "mahesh",
"password" : "password1",
"profession" : "teacher",
"id": 1
},
"user2" : {
"name" : "suresh",
"password" : "password2",
"profession" : "librarian",
"id": 2
},
"user3" : {
"name" : "ramesh",
"password" : "password3",
"profession" : "clerk",
"id": 3
}
}

添加用户：

访问 http://127.0.0.1:8081/addUser ,结果如下所示：

{"user1":{"name":"mahesh","password":"password1","profession":"teacher","id":1},"user2":{"name":"suresh","password":"password2","profession":"librarian","id":2},"user3":{"name":"ramesh","password":"password3","profession":"clerk","id":3},"user4":{"name":"mohit","password":"password4","profession":"teacher","id":4}}

显示用户详情

访问 http://127.0.0.1:8081/1 ,结果如下所示：

{"name":"mahesh","password":"password1","profession":"teacher","id":1}

删除用户

访问 http://127.0.0.1:8081/deleteUser/1 ,结果如下所示：

{"user2":{"name":"suresh","password":"password2","profession":"librarian","id":2},"user3":{"name":"ramesh","password":"password3","profession":"clerk","id":3}}

三、多进程

我们都知道 Node.js 是以单线程的模式运行的，但它使用的是事件驱动来处理并发，这样有助于我们在多核 cpu 的系统上创建多个子进程，从而提高性能。

每个子进程总是带有三个流对象：child.stdin, child.stdout 和child.stderr。他们可能会共享父进程的 stdio 流，或者也可以是独立的被导流的流对象。

Node 提供了 child_process 模块来创建子进程，方法有：

1.exec - child_process.exec 使用子进程执行命令，缓存子进程的输出，并将子进程的输出以回调函数参数的形式返回。

2.spawn - child_process.spawn 使用指定的命令行参数创建新进程。

3.fork - child_process.fork 是 spawn()的特殊形式，用于在子进程中运行的模块，如 fork('./son.js') 相当于 spawn('node', ['./son.js']) 。与spawn方法不同的是，fork会在父进程与子进程之间，建立一个通信管道，用于进程之间的通信。

3.1 exec() 方法

child_process.exec 使用子进程执行命令，缓存子进程的输出，并将子进程的输出以回调函数参数的形式返回。

语法

child_process.exec(command[, options], callback)

参数

参数说明如下：

command： 字符串， 将要运行的命令，参数使用空格隔开

options：对象，可以是：
cwd ，字符串，子进程的当前工作目录
env，对象 环境变量键值对
encoding，字符串，字符编码（默认： 'utf8'）
shell，字符串，将要执行命令的 Shell（默认: 在 UNIX 中为/bin/sh， 在 Windows 中为cmd.exe， Shell 应当能识别 -c开关在 UNIX 中，或 /s /c 在 Windows 中。 在Windows 中，命令行解析应当能兼容cmd.exe）
timeout，数字，超时时间（默认： 0）
maxBuffer，数字， 在 stdout 或 stderr 中允许存在的最大缓冲（二进制），如果超出那么子进程将会被杀死 （默认: 200*1024）
killSignal ，字符串，结束信号（默认：'SIGTERM'）
uid，数字，设置用户进程的 ID
gid，数字，设置进程组的 ID

callback ：回调函数，包含三个参数error, stdout 和 stderr。

exec() 方法返回最大的缓冲区，并等待进程结束，一次性返回缓冲区的内容。

实例

让我们创建两个 js 文件 support.js 和 master.js。

support.js

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console.log("进程 " + process.argv[2] + " 执行。" );

master.js

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const fs = require('fs');
const child_process = require('child_process');

for(var i=0; i<3; i++) {
    var workerProcess = child_process.exec('node support.js '+i, function (error, stdout, stderr) {
        if (error) {
            console.log(error.stack);
            console.log('Error code: '+error.code);
            console.log('Signal received: '+error.signal);
        }
        console.log('stdout: ' + stdout);
        console.log('stderr: ' + stderr);
    });

    workerProcess.on('exit', function (code) {
        console.log('子进程已退出，退出码 '+code);
    });
}

执行以上代码，输出结果为：

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子进程已退出，退出码 0
stdout: 进程 0 执行。

stderr: 
子进程已退出，退出码 0
stdout: 进程 1 执行。

stderr: 
子进程已退出，退出码 0
stdout: 进程 2 执行。

stderr:

3.2 spawn() 方法

child_process.spawn 使用指定的命令行参数创建新进程，

语法

child_process.spawn(command[, args][, options])

参数

参数说明如下：

command： 将要运行的命令

args： Array 字符串参数数组

options Object

cwd String 子进程的当前工作目录
env Object 环境变量键值对
stdio Array|String 子进程的 stdio 配置
detached Boolean 这个子进程将会变成进程组的领导
uid Number 设置用户进程的 ID
gid Number 设置进程组的 ID

spawn() 方法返回流 (stdout & stderr)，在进程返回大量数据时使用。进程一旦开始执行时 spawn() 就开始接收响应。

实例

让我们创建两个 js 文件 support.js 和 master.js。

support.js

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console.log("进程 " + process.argv[2] + " 执行。" );

master.js

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const fs = require('fs');
const child_process = require('child_process');

for(var i=0; i<3; i++) {
    var workerProcess = child_process.spawn('node', ['support.js', i]);

    workerProcess.stdout.on('data', function (data) {
        console.log('stdout: ' + data);
    });

    workerProcess.stderr.on('data', function (data) {
        console.log('stderr: ' + data);
    });

    workerProcess.on('close', function (code) {
        console.log('子进程已退出，退出码 '+code);
    });
}

执行以上代码，输出结果为：

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stdout: 进程 0 执行。

子进程已退出，退出码 0
stdout: 进程 1 执行。

子进程已退出，退出码 0
stdout: 进程 2 执行。

子进程已退出，退出码 0

3.3 fork 方法

child_process.fork 是 spawn() 方法的特殊形式，用于创建进程.

语法

child_process.fork(modulePath[, args][, options])

参数

参数说明如下：

modulePath： String，将要在子进程中运行的模块

args： Array 字符串参数数组

options：Object

cwd String 子进程的当前工作目录
env Object 环境变量键值对
execPath String 创建子进程的可执行文件
execArgv Array 子进程的可执行文件的字符串参数数组（默认： process.execArgv）
silent Boolean 如果为true，子进程的stdin，stdout和stderr将会被关联至父进程，否则，它们将会从父进程中继承。（默认为：false）
uid Number 设置用户进程的 ID
gid Number 设置进程组的 ID

返回的对象除了拥有ChildProcess实例的所有方法，还有一个内建的通信信道。

实例

让我们创建两个 js 文件 support.js 和 master.js。

support.js

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console.log("进程 " + process.argv[2] + " 执行。" );

master.js

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const fs = require('fs');
const child_process = require('child_process');

for(var i=0; i<3; i++) {
    var worker_process = child_process.fork("support.js", [i]);

    worker_process.on('close', function (code) {
        console.log('子进程已退出，退出码 ' + code);
    });
}

执行以上代码，输出结果为：

进程 0 执行。
进程 1 执行。
进程 2 执行。
子进程已退出，退出码 0
子进程已退出，退出码 0
子进程已退出，退出码 0