简介

在后面的文章中，咱们讲到了能够通过worker_threads来创立新的线程，能够应用child_process来创立新的子过程。本文将会介绍如何创立nodejs的集群cluster。

cluster集群

咱们晓得，nodejs的event loop或者说事件响应处理器是单线程的，然而当初的CPU基本上都是多核的，为了充分利用古代CPU多核的个性，咱们能够创立cluster，从而使多个子过程来共享同一个服务器端口。

也就是说，通过cluster，咱们能够应用多个子过程来服务解决同一个端口的申请。

先看一个简略的http server中应用cluster的例子：

const cluster = require('cluster');
const http = require('http');
const numCPUs = require('os').cpus().length;

if (cluster.isMaster) {
  console.log(`主过程 ${process.pid} 正在运行`);

  // 衍生工作过程。
  for (let i = 0; i < numCPUs; i++) {
    cluster.fork();
  }

  cluster.on('exit', (worker, code, signal) => {
    console.log(`工作过程 ${worker.process.pid} 已退出`);
  });
} else {
  // 工作过程能够共享任何 TCP 连贯。
  // 在本例子中，共享的是 HTTP 服务器。
  http.createServer((req, res) => {
    res.writeHead(200);
    res.end('你好世界\n');
  }).listen(8000);

  console.log(`工作过程 ${process.pid} 已启动`);
}

cluster详解

cluster模块源自于lib/cluster.js，咱们能够通过cluster.fork()来创立子工作过程，用来解决主过程的申请。

cluster中的event

cluster继承自events.EventEmitter，所以cluster能够发送和接管event。

cluster反对7中event，别离是disconnect，exit，fork，listening，message，online和setup。

在解说disconnect之前，咱们先介绍一个概念叫做IPC，IPC的全称是Inter-Process Communication，也就是过程间通信。

IPC次要用来进行主过程和子过程之间的通信。一个工作过程在创立后会主动连贯到它的主过程。 当 ‘disconnect’ 事件被触发时才会断开连接。

触发disconnect事件的起因有很多，能够是被动调用worker.disconnect()，也能够是工作过程退出或者被kill掉。

cluster.on('disconnect', (worker) => {
  console.log(`工作过程 #${worker.id} 已断开连接`);
});

exit事件会在任何一个工作过程敞开的时候触发。个别用来监测cluster中某一个过程是否异样退出，如果退出的话应用cluster.fork创立新的过程，以保障有足够多的过程来解决申请。

cluster.on('exit', (worker, code, signal) => {
  console.log('工作过程 %d 敞开 (%s). 重启中...',
              worker.process.pid, signal || code);
  cluster.fork();
});

fork事件会在调用cluster.fork办法的时候被触发。

const timeouts = [];
function errorMsg() {
  console.error('连贯出错');
}

cluster.on('fork', (worker) => {
  timeouts[worker.id] = setTimeout(errorMsg, 2000);
});

主过程和工作过程的listening事件都会在工作过程调用listen办法的时候触发。

cluster.on('listening', (worker, address) => {
  console.log(
    `工作过程已连贯到 ${address.address}:${address.port}`);
});

其中worker代表的是工作线程，而address中蕴含三个属性：address、 port 和 addressType。 其中addressType有四个可选值：

• 4 (TCPv4)
• 6 (TCPv6)
• -1 (Unix 域 socket)
• ‘udp4’ or ‘udp6’ (UDP v4 或 v6)

message事件会在主过程收到子过程发送的音讯时候触发。

当主过程生成工作过程时会触发fork，当工作过程运行时会触发online。

setupMaster办法被调用的时候，会触发setup事件。

cluster中的办法

cluster中三个办法，别离是disconnect，fork和setupMaster。

cluster.disconnect([callback])

调用cluster的disconnect办法，实际上会在cluster中的每个worker中调用disconnect办法。从而断开worker和主过程的连贯。

当所有的worker都断开连接之后，会执行callback。

cluster.fork([env])

fork办法，会从主过程中创立新的子过程。其中env是要增加到过程环境变量的键值对。

fork将会返回一个cluster.Worker对象，代表工作过程。

最初一个办法是setupMaster：

cluster.setupMaster([settings])

默认状况下，cluster通过fork办法来创立子过程，然而咱们能够通过setupMaster来扭转这个行为。通过设置settings变量，咱们能够扭转前面fork子过程的行为。

咱们看一个setupMaster的例子：

const cluster = require('cluster');
cluster.setupMaster({
  exec: 'worker.js',
  args: ['--use', 'https'],
  silent: true
});
cluster.fork(); // https 工作过程
cluster.setupMaster({
  exec: 'worker.js',
  args: ['--use', 'http']
});
cluster.fork(); // http 工作过程

cluster中的属性

通过cluster对象，咱们能够通过isMaster和isWorker来判断过程是否主过程。

能够通过worker来获取当前工作过程对象的援用：

const cluster = require('cluster');

if (cluster.isMaster) {
  console.log('这是主过程');
  cluster.fork();
  cluster.fork();
} else if (cluster.isWorker) {
  console.log(`这是工作过程 #${cluster.worker.id}`);
}

能够通过workers来遍历沉闷的工作过程对象：

// 遍历所有工作过程。
function eachWorker(callback) {
  for (const id in cluster.workers) {
    callback(cluster.workers[id]);
  }
}
eachWorker((worker) => {
  worker.send('告诉所有工作过程');
});

每个worker都有一个id编号，用来定位该worker。

cluster中的worker

worker类中蕴含了对于工作过程的所有的公共的信息和办法。cluster.fork进去的就是worker对象。

worker的事件和cluster的很相似，反对6个事件：disconnect，error，exit，listening，message和online。

worker中蕴含3个属性，别离是：id，process和exitedAfterDisconnect。

其中id是worker的惟一标记。

worker中的process，实际上是ChildProcess对象，是通过child_process.fork()来创立进去的。

因为在worker中，process属于全局变量，所以咱们能够间接在worker中应用process来进行发送音讯。

exitedAfterDisconnect示意如果工作过程因为 .kill() 或 .disconnect() 而退出的话，值就是true。如果是以其余形式退出的话，返回值就是false。如果工作过程尚未退出，则为 undefined。

咱们能够通过worker.exitedAfterDisconnect 来辨别是被动退出还是被动退出，主过程能够依据这个值决定是否从新生成工作过程。

cluster.on('exit', (worker, code, signal) => {
  if (worker.exitedAfterDisconnect === true) {
    console.log('这是自发退出，无需放心');
  }
});

// 杀死工作过程。
worker.kill();

worker还反对6个办法，别离是：send，kill，destroy，disconnect，isConnected，isDead。

这里咱们次要解说一下send办法来发送音讯：

worker.send(message[, sendHandle[, options]][, callback])

能够看到send办法和child_process中的send办法参数其实是很相似的。而实质上，worker.send在主过程中，这会发送音讯给特定的工作过程。 相当于 ChildProcess.send()。在工作过程中，这会发送音讯给主过程。 相当于 process.send()。

if (cluster.isMaster) {
  const worker = cluster.fork();
  worker.send('你好');

} else if (cluster.isWorker) {
  process.on('message', (msg) => {
    process.send(msg);
  });
}

在下面的例子中，如果是在主过程中，那么能够应用worker.send来发送音讯。而在子过程中，则能够应用worker中的全局变量process来发送音讯。

总结

应用cluster能够充沛应用多核CPU的劣势，心愿大家在理论的我的项目中利用起来。

本文作者：flydean程序那些事

本文链接：http://www.flydean.com/nodejs-cluster/

本文起源：flydean的博客

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