process 模块：环境变量与进程信息

process 是 Node.js 中最重要的全局对象之一。它提供了当前进程的信息和控制能力——环境变量、命令行参数、标准输入输出、进程生命周期管理。

process 是什么

在浏览器中，window 是全局对象，代表浏览器窗口。在 Node.js 中，process 是核心全局对象，代表当前 Node.js 进程。

javascript

// 无需 require，直接使用
console.log(process.version);  // Node.js 版本
console.log(process.platform); // 操作系统
console.log(process.pid);      // 进程 ID

环境变量

读取环境变量

javascript

// 最常用
const port = process.env.PORT || 3000;
const nodeEnv = process.env.NODE_ENV || 'development';

// 判断环境
const isDev = process.env.NODE_ENV === 'development';
const isProd = process.env.NODE_ENV === 'production';

常见环境变量

变量	说明
`NODE_ENV`	运行环境：development/production/test
`PORT`	服务端口
`DEBUG`	调试模式标志
`PATH`	系统可执行文件路径
`HOME` / `USERPROFILE`	用户主目录

设置环境变量

javascript

// 代码中设置（仅影响当前进程和子进程）
process.env.MY_VAR = 'value';

命令行设置：

bash

# Linux/macOS
PORT=3000 NODE_ENV=production node app.js

# Windows PowerShell
$env:PORT=3000; $env:NODE_ENV="production"; node app.js

# 跨平台：使用 cross-env
npx cross-env PORT=3000 NODE_ENV=production node app.js

dotenv 最佳实践

使用 .env 文件管理环境变量：

bash

npm install dotenv

创建 .env 文件：

PORT=3000
DATABASE_URL=mongodb://localhost/mydb
JWT_SECRET=your-secret-key
DEBUG=true

在代码中加载：

javascript

require('dotenv').config();

// 或 ES Modules
import 'dotenv/config';

// 现在可以使用
const port = process.env.PORT;

重要：将 .env 添加到 .gitignore，不要提交到版本控制。

环境变量验证

javascript

function validateEnv() {
  const required = ['DATABASE_URL', 'JWT_SECRET'];
  const missing = required.filter(key => !process.env[key]);
  
  if (missing.length > 0) {
    console.error(`缺少环境变量: ${missing.join(', ')}`);
    process.exit(1);
  }
}

validateEnv();

进程信息

基本信息

javascript

console.log(process.pid);       // 进程 ID
console.log(process.ppid);      // 父进程 ID
console.log(process.title);     // 进程标题
console.log(process.version);   // Node.js 版本 'v18.12.0'
console.log(process.versions);  // 所有依赖版本

console.log(process.platform);  // 'darwin', 'linux', 'win32'
console.log(process.arch);      // 'x64', 'arm64'

工作目录

javascript

// 当前工作目录
console.log(process.cwd());

// 切换工作目录
process.chdir('/path/to/dir');

运行时间

javascript

// 进程运行秒数
console.log(process.uptime());  // 123.456

命令行参数

process.argv

javascript

// 运行: node app.js --port 3000 --debug
console.log(process.argv);
// [
//   '/usr/local/bin/node',    // Node.js 可执行文件路径
//   '/path/to/app.js',        // 脚本路径
//   '--port',
//   '3000',
//   '--debug'
// ]

// 获取实际参数
const args = process.argv.slice(2);
// ['--port', '3000', '--debug']

简单参数解析

javascript

function parseArgs(args) {
  const result = {};
  
  for (let i = 0; i < args.length; i++) {
    const arg = args[i];
    
    if (arg.startsWith('--')) {
      const key = arg.slice(2);
      const next = args[i + 1];
      
      if (next && !next.startsWith('--')) {
        result[key] = next;
        i++;
      } else {
        result[key] = true;
      }
    }
  }
  
  return result;
}

const options = parseArgs(process.argv.slice(2));
// { port: '3000', debug: true }

实际项目建议使用 commander 或 yargs。

标准输入输出

标准输出

javascript

// 标准输出
process.stdout.write('Hello');
process.stdout.write(' World\n');

// console.log 内部使用 process.stdout
console.log('Hello');
// 等价于
process.stdout.write('Hello\n');

标准错误

javascript

// 标准错误（不缓冲）
process.stderr.write('错误信息\n');

// console.error 内部使用 process.stderr
console.error('Error:', message);

标准输入

javascript

// 读取用户输入
process.stdin.setEncoding('utf8');

process.stdin.on('data', (data) => {
  console.log('你输入了:', data.trim());
});

// 或使用 readline
const readline = require('readline');

const rl = readline.createInterface({
  input: process.stdin,
  output: process.stdout
});

rl.question('你的名字是? ', (answer) => {
  console.log(`你好, ${answer}!`);
  rl.close();
});

内存使用

javascript

const usage = process.memoryUsage();

console.log({
  rss: formatBytes(usage.rss),          // 常驻内存
  heapTotal: formatBytes(usage.heapTotal), // 堆总大小
  heapUsed: formatBytes(usage.heapUsed),   // 堆已用
  external: formatBytes(usage.external),   // C++ 对象
  arrayBuffers: formatBytes(usage.arrayBuffers)
});

function formatBytes(bytes) {
  return (bytes / 1024 / 1024).toFixed(2) + ' MB';
}

进程退出

正常退出

javascript

// 退出码 0 表示成功
process.exit(0);

// 退出码非 0 表示错误
process.exit(1);

退出事件

javascript

// 即将退出（同步代码）
process.on('beforeExit', (code) => {
  console.log('进程即将退出，退出码:', code);
  // 可以做清理工作
  // 注意：不会在 process.exit() 调用时触发
});

// 已退出
process.on('exit', (code) => {
  console.log('进程退出，退出码:', code);
  // 只能执行同步代码
});

优雅退出

javascript

function gracefulShutdown(signal) {
  console.log(`收到 ${signal}，开始优雅关闭...`);
  
  // 停止接受新连接
  server.close(() => {
    console.log('HTTP 服务器已关闭');
    
    // 关闭数据库连接
    db.close(() => {
      console.log('数据库连接已关闭');
      process.exit(0);
    });
  });
  
  // 超时强制退出
  setTimeout(() => {
    console.error('关闭超时，强制退出');
    process.exit(1);
  }, 10000);
}

process.on('SIGTERM', () => gracefulShutdown('SIGTERM'));
process.on('SIGINT', () => gracefulShutdown('SIGINT'));

信号处理

javascript

// 常见信号
// SIGTERM: 终止请求（可处理）
// SIGINT: 中断（Ctrl+C）
// SIGHUP: 挂起
// SIGKILL: 强制终止（不可处理）

process.on('SIGINT', () => {
  console.log('收到 SIGINT');
  process.exit(0);
});

未捕获错误处理

javascript

// 未捕获的 Promise 拒绝
process.on('unhandledRejection', (reason, promise) => {
  console.error('未处理的 Promise 拒绝:', reason);
});

// 未捕获的异常
process.on('uncaughtException', (err) => {
  console.error('未捕获的异常:', err);
  // 建议退出进程，状态可能已损坏
  process.exit(1);
});

nextTick

process.nextTick 在当前操作完成后、事件循环继续前执行：

javascript

console.log('1');

process.nextTick(() => {
  console.log('2 - nextTick');
});

Promise.resolve().then(() => {
  console.log('3 - Promise');
});

console.log('4');

// 输出: 1, 4, 2 - nextTick, 3 - Promise

nextTick 优先级高于 Promise。

实战示例

启动信息打印

javascript

function printStartupInfo() {
  console.log('='.repeat(50));
  console.log(`应用启动`);
  console.log(`Node.js: ${process.version}`);
  console.log(`环境: ${process.env.NODE_ENV || 'development'}`);
  console.log(`PID: ${process.pid}`);
  console.log(`工作目录: ${process.cwd()}`);
  console.log('='.repeat(50));
}

配置管理

javascript

const config = {
  port: parseInt(process.env.PORT) || 3000,
  env: process.env.NODE_ENV || 'development',
  debug: process.env.DEBUG === 'true',
  db: {
    url: process.env.DATABASE_URL,
    poolSize: parseInt(process.env.DB_POOL_SIZE) || 10
  }
};

// 验证必需配置
if (!config.db.url) {
  console.error('错误: DATABASE_URL 未设置');
  process.exit(1);
}

module.exports = config;

本章小结

process 是全局对象，提供进程信息和控制能力
process.env 访问环境变量，配合 dotenv 使用
process.argv 获取命令行参数
process.stdout/stderr/stdin 处理标准输入输出
使用 process.on('SIGTERM') 实现优雅退出
process.memoryUsage() 监控内存使用

恭喜你完成了核心模块的学习！下一部分我们将学习 HTTP 服务开发。

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process 是什么 ​

环境变量 ​

读取环境变量 ​

常见环境变量 ​

设置环境变量 ​

dotenv 最佳实践 ​

环境变量验证 ​

进程信息 ​

基本信息 ​

工作目录 ​

运行时间 ​

命令行参数 ​

process.argv ​

简单参数解析 ​

标准输入输出 ​

标准输出 ​

标准错误 ​

标准输入 ​

内存使用 ​

进程退出 ​

正常退出 ​

退出事件 ​

优雅退出 ​

信号处理 ​

未捕获错误处理 ​

nextTick ​

实战示例 ​

启动信息打印 ​

配置管理 ​

本章小结 ​

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process 是什么

环境变量

读取环境变量

常见环境变量

设置环境变量

dotenv 最佳实践

环境变量验证

进程信息

基本信息

工作目录

运行时间

命令行参数

process.argv

简单参数解析

标准输入输出

标准输出

标准错误

标准输入

内存使用

进程退出

正常退出

退出事件

优雅退出

信号处理

未捕获错误处理

nextTick

实战示例

启动信息打印

配置管理

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