如何使用Nodejs-cluster模塊

這篇文章主要為大家展示了“如何使用Nodejs-cluster模塊”，內(nèi)容簡而易懂，條理清晰，希望能夠幫助大家解決疑惑，下面讓小編帶領(lǐng)大家一起研究并學(xué)習(xí)一下“如何使用Nodejs-cluster模塊”這篇文章吧。

基本用法

Node.js默認(rèn)單進(jìn)程運(yùn)行，對于32位系統(tǒng)最高可以使用512MB內(nèi)存，對于64位最高可以使用1GB內(nèi)存。對于多核CPU的計算機(jī)來說，這樣做效率很低，因?yàn)橹挥幸粋€核在運(yùn)行，其他核都在閑置。cluster模塊就是為了解決這個問題而提出的。

cluster模塊允許設(shè)立一個主進(jìn)程和若干個worker進(jìn)程，由主進(jìn)程監(jiān)控和協(xié)調(diào)worker進(jìn)程的運(yùn)行。worker之間采用進(jìn)程間通信交換消息，cluster模塊內(nèi)置一個負(fù)載均衡器，采用Round-robin算法協(xié)調(diào)各個worker進(jìn)程之間的負(fù)載。運(yùn)行時，所有新建立的鏈接都由主進(jìn)程完成，然后主進(jìn)程再把TCP連接分配給指定的worker進(jìn)程。

var cluster = require('cluster');
var os = require('os');

if (cluster.isMaster){
for (var i = 0, n = os.cpus().length; i < n; i += 1){
cluster.fork();
}
} else {
http.createServer(function(req, res) {
res.writeHead(200);
res.end("hello world\n");
}).listen(8000);
}

上面代碼先判斷當(dāng)前進(jìn)程是否為主進(jìn)程（cluster.isMaster），如果是的，就按照CPU的核數(shù)，新建若干個worker進(jìn)程；如果不是，說明當(dāng)前進(jìn)程是worker進(jìn)程，則在該進(jìn)程啟動一個服務(wù)器程序。

上面這段代碼有一個缺點(diǎn)，就是一旦work進(jìn)程掛了，主進(jìn)程無法知道。為了解決這個問題，可以在主進(jìn)程部署online事件和exit事件的監(jiān)聽函數(shù)。

var cluster = require('cluster');
 
if(cluster.isMaster) {
  var numWorkers = require('os').cpus().length;
  console.log('Master cluster setting up ' + numWorkers + ' workers...');
 
  for(var i = 0; i < numWorkers; i++) {
    cluster.fork();
  }
 
  cluster.on('online', function(worker) {
    console.log('Worker ' + worker.process.pid + ' is online');
  });
 
  cluster.on('exit', function(worker, code, signal) {
    console.log('Worker ' + worker.process.pid + ' died with code: ' + code + ', and signal: ' + signal);
    console.log('Starting a new worker');
    cluster.fork();
  });
}

上面代碼中，主進(jìn)程一旦監(jiān)聽到worker進(jìn)程的exit事件，就會重啟一個worker進(jìn)程。worker進(jìn)程一旦啟動成功，可以正常運(yùn)行了，就會發(fā)出online事件。

worker對象

worker對象是cluster.fork()的返回值，代表一個worker進(jìn)程。

它的屬性和方法如下。

（1）worker.id

worker.id返回當(dāng)前worker的獨(dú)一無二的進(jìn)程編號。這個編號也是cluster.workers中指向當(dāng)前進(jìn)程的索引值。

（2）worker.process

所有的worker進(jìn)程都是用child_process.fork()生成的。child_process.fork()返回的對象，就被保存在worker.process之中。通過這個屬性，可以獲取worker所在的進(jìn)程對象。

（3）worker.send()

該方法用于在主進(jìn)程中，向子進(jìn)程發(fā)送信息。

if (cluster.isMaster) {
  var worker = cluster.fork();
  worker.send('hi there');
} else if (cluster.isWorker) {
  process.on('message', function(msg) {
    process.send(msg);
  });
}

上面代碼的作用是，worker進(jìn)程對主進(jìn)程發(fā)出的每個消息，都做回聲。

在worker進(jìn)程中，要向主進(jìn)程發(fā)送消息，使用process.send(message)；要監(jiān)聽主進(jìn)程發(fā)出的消息，使用下面的代碼。

process.on('message', function(message) {
  console.log(message);
});

發(fā)出的消息可以字符串，也可以是JSON對象。下面是一個發(fā)送JSON對象的例子。

worker.send({
  type: 'task 1',
  from: 'master',
  data: {
    // the data that you want to transfer
  }
});

cluster.workers對象

該對象只有主進(jìn)程才有，包含了所有worker進(jìn)程。每個成員的鍵值就是一個worker進(jìn)程對象，鍵名就是該worker進(jìn)程的worker.id屬性。

socket.on('data', function(id) {
  var worker = cluster.workers[id];
});

cluster模塊的屬性與方法

isMaster，isWorker

isMaster屬性返回一個布爾值，表示當(dāng)前進(jìn)程是否為主進(jìn)程。這個屬性由process.env.NODE_UNIQUE_ID決定，如果process.env.NODE_UNIQUE_ID為未定義，就表示該進(jìn)程是主進(jìn)程。

isWorker屬性返回一個布爾值，表示當(dāng)前進(jìn)程是否為work進(jìn)程。它與isMaster屬性的值正好相反。

fork()

fork方法用于新建一個worker進(jìn)程，上下文都復(fù)制主進(jìn)程。只有主進(jìn)程才能調(diào)用這個方法。

該方法返回一個worker對象。

kill()

kill方法用于終止worker進(jìn)程。它可以接受一個參數(shù)，表示系統(tǒng)信號。

如果當(dāng)前是主進(jìn)程，就會終止與worker.process的聯(lián)絡(luò)，然后將系統(tǒng)信號法發(fā)向worker進(jìn)程。如果當(dāng)前是worker進(jìn)程，就會終止與主進(jìn)程的通信，然后退出，返回0。

在以前的版本中，該方法也叫做 worker.destroy() 。

listening事件

worker進(jìn)程調(diào)用listening方法以后，“l(fā)istening”事件就傳向該進(jìn)程的服務(wù)器，然后傳向主進(jìn)程。

該事件的回調(diào)函數(shù)接受兩個參數(shù)，一個是當(dāng)前worker對象，另一個是地址對象，包含網(wǎng)址、端口、地址類型（IPv4、IPv6、Unix socket、UDP）等信息。這對于那些服務(wù)多個網(wǎng)址的Node應(yīng)用程序非常有用。

不中斷地重啟Node服務(wù)

重啟服務(wù)需要關(guān)閉后再啟動，利用cluster模塊，可以做到先啟動一個worker進(jìn)程，再把原有的所有work進(jìn)程關(guān)閉。這樣就能實(shí)現(xiàn)不中斷地重啟Node服務(wù)。

首先，主進(jìn)程向worker進(jìn)程發(fā)出重啟信號。

workers[wid].send({type: 'shutdown', from: 'master'});

worker進(jìn)程監(jiān)聽message事件，一旦發(fā)現(xiàn)內(nèi)容是shutdown，就退出。

process.on('message', function(message) {
  if(message.type === 'shutdown') {
    process.exit(0);
  }
});

下面是一個關(guān)閉所有worker進(jìn)程的函數(shù)。

function restartWorkers() {
  var wid, workerIds = [];
  for(wid in cluster.workers) {
    workerIds.push(wid);
  }
 
  workerIds.forEach(function(wid) {
    cluster.workers[wid].send({
      text: 'shutdown',
      from: 'master'
     });
    setTimeout(function() {
      if(cluster.workers[wid]) {
        cluster.workers[wid].kill('SIGKILL');
      }
    }, 5000);
  });
};

PM2模塊

PM2模塊是cluster模塊的一個包裝層。它的作用是盡量將cluster模塊抽象掉，讓用戶像使用單進(jìn)程一樣，部署多進(jìn)程N(yùn)ode應(yīng)用。

// app.js
var http = require('http');
 
http.createServer(function(req, res) {
  res.writeHead(200);
  res.end("hello world");
}).listen(8080);

用PM2從命令行啟動這段代碼

$ pm2 start app.js -i 4

上面代碼的i參數(shù)告訴PM2，這段代碼應(yīng)該在cluster_mode啟動，且新建worker進(jìn)程的數(shù)量是4個。如果i參數(shù)的值是0，那么當(dāng)前機(jī)器有幾個CPU內(nèi)核，PM2就會啟動幾個worker進(jìn)程。

如果一個worker進(jìn)程由于某種原因掛掉了，會立刻重啟該worker進(jìn)程。

# 重啟所有worker進(jìn)程
$ pm2 reload all

每個worker進(jìn)程都有一個id，可以用下面的命令查看單個worker進(jìn)程的詳情。

$ pm2 show <worker id>

關(guān)閉worker進(jìn)程的時候，可以部署下面的代碼，讓worker進(jìn)程監(jiān)聽shutdown消息。一旦收到這個消息，進(jìn)行完畢收尾清理工作再關(guān)閉

process.on('message', function(msg) {
  if (msg === 'shutdown') {
    close_all_connections();
    delete_logs();
    server.close();
    process.exit(0);
  }
});

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