Node.js Process Events 深入全面讲解

一、核心事件分类与机制

1. 生命周期事件

(1) beforeExit 事件

• 触发条件：当 Node.js 事件循环数组为空且没有额外工作被添加时触发。
• 特点：
  • 允许执行异步操作（如关闭数据库连接、清理资源）。
  • 不会触发的情况：
    • 显式调用 process.exit()。
    • 发生未捕获异常（uncaughtException）。
• 代码示例：

  process.on('beforeExit', (code) => {
    console.log(`Process will exit with code: ${code}`);
    // 可执行异步操作，如：
    // server.close(() => process.exit(code));
  });
  

(2) exit 事件

• 触发条件：显式调用 process.exit() 或进程正常结束时触发。
• 特点：
  • 不允许异步操作，事件循环已停止。
  • 适合执行同步清理（如写入日志）。
• 代码示例：

  process.on('exit', (code) => {
    console.log(`Exiting with code: ${code}`);
    // 仅同步操作，如：
    // fs.writeFileSync('./exit.log', 'Process exited');
  });
  

2. 信号事件（Signal Events）

常见信号处理

• SIGINT（Ctrl+C）：用户中断进程。
• SIGTERM：优雅终止请求（如容器停止、PM2 重启）。
• SIGHUP：终端断开或配置变更。
• 代码示例：

  process.on('SIGINT', () => {
    console.log('Received SIGINT. Shutting down gracefully...');
    server.close(() => {
      process.exit(0);
    });
  });
  

3. 错误事件

(1) uncaughtException

• 触发条件：未捕获的同步错误。
• 最佳实践：
  • 避免恢复进程：官方建议捕获后立即退出。
  • 记录错误日志并释放资源。
• 代码示例：

  process.on('uncaughtException', (err) => {
    console.error('Uncaught Exception:', err);
    logger.error(err.stack);
    server.close(() => {
      process.exit(1);
    });
  });
  

(2) unhandledRejection

• 触发条件：未处理的 Promise 拒绝（Node.js 14+ 默认导致进程崩溃）。
• 最佳实践：
  • 统一捕获并转换为错误日志。
  • 结合 uncaughtException 处理。
• 代码示例：

  process.on('unhandledRejection', (reason, promise) => {
    console.error('Unhandled Rejection:', reason);
    logger.error({ reason, promise });
    // 可选择退出进程
    process.exit(1);
  });
  

4. 警告事件（warning）

• 触发条件：Node.js 发出警告（如内存泄漏、实验性功能使用）。
• 代码示例：

  process.on('warning', (warning) => {
    console.warn('Process Warning:', warning.name);
    console.warn(warning.stack);
  });
  

二、高级主题与最佳实践

1. 优雅退出（Graceful Shutdown）

• 关键步骤：
  1. 停止接收新请求：关闭 HTTP 服务器。
  2. 等待现有请求完成：设置超时（如 30 秒）。
  3. 释放资源：关闭数据库连接、清理定时器。
  4. 退出进程：process.exit(0)。
• 代码示例（Express + Cluster）：

  const server = app.listen(port, () => {
    console.log(`Server running on port ${port}`);
  });
  
  process.on('SIGTERM', () => {
    console.log('SIGTERM received. Shutting down...');
    server.close(async () => {
      await db.disconnect();
      clearTimeout(timeoutId);
      process.exit(0);
    });
  });
  

2. 多进程架构（Cluster）

• 使用 cluster 模块：
  • 主进程监听信号并转发给子进程。
  • 子进程独立处理错误，避免全站崩溃。
• 代码示例：

  const cluster = require('cluster');
  const numCPUs = require('os').cpus().length;
  
  if (cluster.isMaster) {
    for (let i = 0; i < numCPUs; i++) {
      cluster.fork();
    }
    cluster.on('exit', (worker, code, signal) => {
      console.log(`Worker ${worker.process.pid} died. Restarting...`);
      cluster.fork();
    });
  } else {
    // 子进程代码（同单进程逻辑）
    process.on('SIGTERM', () => {
      server.close(() => process.exit(0));
    });
  }
  

3. 进程管理工具

• PM2：
  • 自动重启：pm2 start app.js --watch
  • 零秒停机：pm2 start app.js --kill-timeout 5000
• Docker：
  • 使用 --restart=always 策略。
  • 配合 healthcheck 指令监控状态。

4. 错误处理库推荐

• graceful-process：

  const graceful = require('graceful-process');
  graceful({
    onError: (err) => {
      console.error('Error:', err);
      logger.error(err);
    }
  });
  

三、常见陷阱与解决方案

1. 陷阱：uncaughtException 后继续运行

• 问题：捕获后不退出进程可能导致内存泄漏或状态不一致。
• 解决方案：

  process.on('uncaughtException', (err) => {
    logger.fatal(err);
    process.exit(1); // 强制退出
  });
  

2. 陷阱：未处理 Promise 拒绝

• 问题：Node.js 14+ 默认崩溃。
• 解决方案：

  process.on('unhandledRejection', (reason) => {
    logger.error('Unhandled Rejection:', reason);
    process.exit(1);
  });
  

3. 陷阱：信号事件未转发至子进程

• 问题：Cluster 模式下子进程未响应 SIGTERM。
• 解决方案：

  // 主进程
  cluster.on('message', (worker, msg) => {
    if (msg.type === 'shutdown') {
      worker.kill('SIGTERM');
    }
  });
  

四、总结与最佳实践

1. 错误处理优先级：
   • 优先处理 unhandledRejection（Promise 错误）。
   • 同步错误通过 uncaughtException 捕获并退出。
2. 信号处理流程：
   • 监听 SIGINT/SIGTERM 实现优雅退出。
   • 主进程转发信号至子进程（Cluster 模式）。
3. 资源清理：
   • 关闭服务器、数据库连接、定时器。
   • 设置超时避免长时间等待。
4. 工具与架构：
   • 使用 PM2/Docker 管理进程。
   • 多进程架构提升容错能力。

通过合理使用 Node.js 进程事件，可显著提升应用的健壮性和可维护性，实现高可用服务架构。