شیء Process در Node.js

1. رویدادهای Process

• beforeExit: زمانی که event loop خالی می‌شود.
• exit: هنگام خروج پردازش.
• disconnect: هنگام بسته شدن کانال IPC.
• message: دریافت پیام از پردازش والد.
• uncaughtException: خطای بدون مدیریت.
• unhandledRejection: Promise رد شده بدون catch.
• warning: هشدارهای سیستمی مانند DeprecationWarning.
• workerMessage: پیام از worker thread.

2. سیگنال‌ها

پردازش Node.js می‌تواند سیگنال‌های POSIX مانند SIGINT, SIGTERM, SIGUSR1 را دریافت کند. برخی سیگنال‌ها مانند SIGKILL و SIGSTOP غیرقابل مدیریت هستند.

process.on('SIGINT', () => {
  console.log('Received SIGINT');
});

3. ویژگی‌های Process

• process.arch: معماری CPU.
• process.argv: آرگومان‌های خط فرمان.
• process.argv0: مقدار اولیه argv[0].
• process.cwd(): مسیر کاری فعلی.
• process.chdir(path): تغییر مسیر کاری.
• process.config: تنظیمات کامپایل Node.js.
• process.debugPort: پورت دیباگر.

4. مدیریت حافظه و CPU

• process.availableMemory(): میزان حافظه آزاد.
• process.constrainedMemory(): محدودیت حافظه توسط سیستم‌عامل.
• process.cpuUsage(): زمان مصرف CPU توسط پردازش.

5. ارتباطات IPC

• process.channel: مرجع کانال IPC.
• process.connected: وضعیت اتصال IPC.
• process.disconnect(): بستن کانال IPC.

6. متدهای ویژه

• process.abort(): خروج فوری و تولید core dump.
• process.dlopen(): بارگذاری پویا افزونه‌های C++.

نتیجه‌گیری

شیء process در Node.js یکی از مهم‌ترین ابزارها برای مدیریت پردازش جاری است. با استفاده از رویدادها، سیگنال‌ها، و ویژگی‌های آن می‌توان کنترل کامل بر چرخهٔ اجرا، منابع سیستم، و ارتباطات بین‌پردازشی داشت. این قابلیت‌ها برای توسعهٔ برنامه‌های پایدار و مقیاس‌پذیر ضروری هستند.

1. مدیریت محیط و آرگومان‌ها

• process.env: شیء شامل متغیرهای محیطی کاربر.
• process.execArgv: آرگومان‌های خاص Node.js هنگام اجرا.
• process.execPath: مسیر کامل اجرایی Node.js.
• process.execve(file, args, env): جایگزینی پردازش جاری با پردازش جدید (فقط POSIX).

2. مدیریت خروج پردازش

• process.exit([code]): خروج فوری با کد مشخص.
• process.exitCode: تعیین کد خروج برای خروج طبیعی.

بهتر است به جای process.exit() مستقیم، از process.exitCode استفاده شود تا خروج به‌صورت طبیعی انجام شود.

3. ویژگی‌های ساخت Node.js

• process.features.debug: نشان‌دهندهٔ build دیباگ.
• process.features.tls: پشتیبانی از TLS.
• process.features.require_module: امکان بارگذاری ECMAScript modules با require().
• process.features.typescript: وضعیت پشتیبانی از TypeScript (strip یا transform).

4. مدیریت منابع و Finalization

• process.finalization.register(ref, callback): ثبت callback هنگام آزادسازی منابع.
• process.finalization.registerBeforeExit(ref, callback): مشابه بالا اما هنگام رویداد beforeExit.
• process.finalization.unregister(ref): حذف ثبت قبلی.

این قابلیت برای آزادسازی منابع هنگام خروج پردازش طراحی شده است، اما تضمین نمی‌کند که همیشه اجرا شود.

5. مدیریت منابع فعال

• process.getActiveResourcesInfo(): لیست منابع فعال که event loop را زنده نگه داشته‌اند.

Before: [ 'TTYWrap', 'TTYWrap' ]
After:  [ 'TTYWrap', 'TTYWrap', 'Timeout' ]

6. بارگذاری ماژول‌های داخلی

• process.getBuiltinModule(id): بارگذاری ماژول داخلی Node.js بدون نیاز به require().

این قابلیت برای سازگاری با محیط‌های دیگر مفید است.

7. مدیریت شناسه‌های کاربر و گروه (POSIX)

• process.getegid(): شناسهٔ گروه مؤثر.
• process.geteuid(): شناسهٔ کاربر مؤثر.
• process.getgid(): شناسهٔ گروه پردازش.
• process.getgroups(): لیست شناسه‌های گروه‌های مکمل.

این متدها فقط در سیستم‌های POSIX در دسترس هستند.

نتیجه‌گیری

ویژگی‌ها و متدهای پیشرفتهٔ process در Node.js ابزارهای قدرتمندی برای مدیریت محیط اجرا، منابع، و رفتار پردازش فراهم می‌کنند. استفادهٔ صحیح از این قابلیت‌ها به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند تا برنامه‌های پایدارتر، امن‌تر، و قابل کنترل‌تر بسازند.

1. مدیریت شناسه‌های کاربر و گروه

• process.getuid(): شناسهٔ عددی کاربر پردازش (فقط POSIX).
• process.initgroups(user, extraGroup): مقداردهی لیست گروه‌ها بر اساس فایل /etc/group (نیازمند دسترسی root یا CAP_SETGID).

2. زمان‌بندی دقیق

• process.hrtime([time]): زمان واقعی با دقت بالا به‌صورت [ثانیه، نانوثانیه] (نسخه legacy).
• process.hrtime.bigint(): نسخهٔ جدید با خروجی bigint بر حسب نانوثانیه.

const start = process.hrtime.bigint();
setTimeout(() => {
  const end = process.hrtime.bigint();
  console.log(`Benchmark took ${end - start} nanoseconds`);
}, 1000);

3. ارسال سیگنال‌ها

• process.kill(pid[, signal]): ارسال سیگنال به پردازش مشخص‌شده. سیگنال پیش‌فرض: SIGTERM.

این متد در واقع یک ارسال‌کنندهٔ سیگنال است و ممکن است رفتار متفاوتی از "کشتن" پردازش داشته باشد.

4. بارگذاری فایل‌های محیطی

• process.loadEnvFile(path): بارگذاری فایل .env در process.env.

5. ماژول اصلی

• process.mainModule: جایگزین require.main (منسوخ شده از نسخه 14).

6. مدیریت حافظه

• process.memoryUsage(): اطلاعات کامل مصرف حافظه (rss, heapTotal, heapUsed, external, arrayBuffers).
• process.memoryUsage.rss(): مقدار RSS به‌صورت سریع‌تر.

console.log(process.memoryUsage());
// { rss: 4935680, heapTotal: 1826816, heapUsed: 650472, ... }

7. چرخهٔ رویداد

• process.nextTick(callback): افزودن callback به صف "next tick".

این متد قبل از ادامهٔ event loop اجرا می‌شود و برای هماهنگ‌سازی رفتار async بسیار مهم است. جایگزین مدرن: queueMicrotask().

نتیجه‌گیری

متدهای پیشرفتهٔ process در Node.js ابزارهای قدرتمندی برای مدیریت دقیق پردازش، حافظه، زمان‌بندی، و منابع سیستم فراهم می‌کنند. استفادهٔ صحیح از این قابلیت‌ها به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند تا برنامه‌های پایدارتر، امن‌تر، و قابل کنترل‌تر بسازند.

1. تفاوت queueMicrotask() و process.nextTick()

• process.nextTick(): callbackها را در صف "next tick" قرار می‌دهد و قبل از microtask queue اجرا می‌شوند (در CJS).
• queueMicrotask(): از microtask queue استفاده می‌کند، مشابه Promise handlers (then, catch, finally).
• در ماژول‌های ESM، چون خودشان بخشی از microtask queue هستند، queueMicrotask() قبل از process.nextTick() اجرا می‌شود.

Promise.resolve().then(() => console.log('resolve'));
queueMicrotask(() => console.log('microtask'));
process.nextTick(() => console.log('nextTick'));
// Output:
// nextTick
// resolve
// microtask

2. مزایا و معایب

• قابلیت حمل: queueMicrotask() در همهٔ محیط‌های جاوااسکریپت قابل استفاده است.
• انعطاف: process.nextTick() امکان ارسال آرگومان به callback دارد.
• مدیریت خطا: خطاهای microtask باید در همان callback مدیریت شوند، در غیر این صورت به uncaughtException می‌رسند.

3. ویژگی‌های مرتبط با process

• process.pid: شناسهٔ پردازش جاری.
• process.ppid: شناسهٔ پردازش والد.
• process.platform: پلتفرم سیستم‌عامل (linux, win32, darwin, ...).
• process.permission.has(scope[, reference]): بررسی دسترسی‌ها هنگام فعال بودن Permission Model.

4. گزارش‌دهی و عیب‌یابی

• process.report.getReport(): تولید گزارش تشخیصی به‌صورت شیء جاوااسکریپت.
• process.report.writeReport(): نوشتن گزارش در فایل یا stdout/stderr.
• گزینه‌هایی مانند reportOnFatalError, reportOnUncaughtException برای تولید خودکار گزارش‌ها.

5. استفاده از منابع

• process.resourceUsage(): اطلاعات دقیق دربارهٔ مصرف منابع (CPU, RSS, page faults, context switches).

{
  userCPUTime: 82872,
  systemCPUTime: 4143,
  maxRSS: 33164,
  minorPageFault: 2469,
  fsWrite: 8,
  voluntaryContextSwitches: 79
}

6. مدیریت شناسه‌های کاربر و گروه (POSIX)

• process.setuid(id): تغییر شناسهٔ کاربر.
• process.setgid(id): تغییر شناسهٔ گروه.
• process.seteuid(id) / process.setegid(id): تغییر شناسه‌های مؤثر.
• process.setgroups(groups): تغییر گروه‌های مکمل.

7. ورودی/خروجی پردازش

• process.stdin: جریان ورودی (fd 0).
• process.stdout: جریان خروجی (fd 1).
• process.stderr: جریان خطا (fd 2).

رفتار این جریان‌ها ممکن است synchronous یا asynchronous باشد بسته به نوع مقصد (فایل، TTY، pipe).

نتیجه‌گیری

در Node.js، انتخاب بین queueMicrotask() و process.nextTick() بستگی به نیاز دارد. برای قابلیت حمل و سازگاری با سایر محیط‌ها، queueMicrotask() انتخاب بهتری است. اما اگر نیاز به ارسال آرگومان یا کنترل دقیق‌تر چرخهٔ رویداد دارید، process.nextTick() می‌تواند مفید باشد. در کنار این، ویژگی‌های دیگر شیء process ابزارهای قدرتمندی برای مدیریت منابع، گزارش‌دهی، و کنترل سطح سیستم فراهم می‌کنند.