10. 子进程 `stdio` 配置

0、1、2 是什么

操作系统约定：0 是 stdin，1 是 stdout，2 是 stderr。spawn() 的 stdio 决定子进程的这些通道连接到哪里。

`pipe`：由父进程读写

import { spawn } from "node:child_process";

const child = spawn(process.execPath, ["worker.js"], {
  stdio: ["pipe", "pipe", "pipe"],
});

child.stdin.write("hello\n");
child.stdin.end();
child.stdout.pipe(process.stdout);
child.stderr.pipe(process.stderr);

父进程得到三个流。必须消费配置为 pipe 的输出，否则操作系统缓冲区填满后，子进程可能阻塞。

`inherit`：直接使用父进程终端

const child = spawn("npm", ["--version"], {
  stdio: "inherit",
  shell: false,
});

适合交互式 CLI 和本地调试。输出直接显示，child.stdout 和 child.stderr 是 null，父进程不能监听其 data。

`ignore`：不连接标准流

const child = spawn("python", ["maintenance.py"], {
  stdio: ["ignore", "ignore", "ignore"],
});

这会丢失诊断信息。服务端一般至少保留 stderr。

输出写入文件

import { closeSync, openSync } from "node:fs";
import { spawn } from "node:child_process";

const stdoutFd = openSync("task.stdout.log", "a");
const stderrFd = openSync("task.stderr.log", "a");

try {
  const child = spawn("python", ["long-task.py"], {
    stdio: ["ignore", stdoutFd, stderrFd],
  });
  child.on("error", console.error);
} finally {
  // 子进程已复制描述符，父进程关闭自己的副本。
  closeSync(stdoutFd);
  closeSync(stderrFd);
}

真实项目还要处理打开文件失败、日志轮转、权限和磁盘占满。

第四个通道：IPC

const child = spawn(process.execPath, ["worker.js"], {
  stdio: ["ignore", "inherit", "inherit", "ipc"],
});

child.send?.({ type: "start", taskId: "task-42" });
child.on("message", (message: unknown) => {
  console.log("子进程消息", message);
});

数组下标 3 不属于标准流，这里是 Node.js IPC 通道。通常直接使用 fork() 更清晰。

`detached`、`unref()` 与后台进程

const child = spawn(process.execPath, ["daemon.js"], {
  detached: true,
  stdio: "ignore",
});
child.unref();

只有 detached 不够：若仍连接父进程 stdio，父进程可能无法独立退出。即便如此，PID、日志、停止方式和崩溃重启仍需管理；生产环境优先使用 systemd、PM2 或容器平台。Windows 与 POSIX 的实现也不同。

时间线

子进程写 stdout
  → 操作系统管道缓冲
  → 父进程 child.stdout 读取
  → 子进程退出（exit）
  → stdio 关闭（close）

若孙进程继承了描述符，exit 后 close 可能延迟。

常见错误

const child = spawn("tool", [], { stdio: "inherit" });

// 错误：inherit 时 stdout 为 null。
child.stdout?.on("data", () => undefined);

使用 pipe 却不消费输出。
使用 ignore 后又期待错误详情。
合并 stdout 和 stderr，导致机器结果混入日志。
把 detached 当作完整任务管理器。

最佳实践

服务集成通常使用 ["ignore", "pipe", "pipe"]，需要输入时再启用 stdin。
本地交互命令使用 inherit。
stdout 保持机器可读，stderr 保存诊断，必要时分别落盘。
后台任务交给专门的进程管理器。

练习

分别用 pipe、inherit、ignore 执行同一脚本。
将 stdout 与 stderr 写入两个文件。
解释为什么 detached: true 配合 pipe 仍可能拖住父进程。

验收清单

[ ] 能说出 stdio 数组下标 0、1、2 的含义。
[ ] 知道何时 child.stdout 是 null。
[ ] 理解 pipe 必须被消费。
[ ] 不把 detached 当作完整生产方案。

10. 子进程 stdio 配置