对Node.js集群模块的深入分析

集群模块概述

节点实例是单线程作业。在服务器端编程中，通常会创建多个节点实例来处理客户端请求，从而提高系统的吞吐量。对于这样的多节点实例，我们称之为集群。

有了node的集群模块，开发者可以在不修改原项目代码的情况下获得集群服务的好处。

集群有以下两种常见的实现方案，节点带来的集群模块采用第二种方案。

场景1:多个节点实例和多个端口

集群中的节点实例监听不同的端口，然后反向代理将请求分发到多个端口。

优点：实现简单，每个实例相对独立，有利于服务稳定性。缺点：增加端口占用会使进程之间的通信变得麻烦。方案二：主进程将请求转发给子进程

在集群中，创建了一个主进程和几个子进程。主服务器监控客户端连接请求，并根据特定策略将其转发给工作服务器。

优点：通常只占用一个端口，通信相对简单，转发策略更灵活。缺点：实现比较复杂，需要主流程的稳定性。入门示例

在集群模块中，主进程称为master，子进程称为worker。

示例如下：创建具有相同数量CPU的服务器实例来处理客户端请求。请注意，它们都在同一个端口监听。

//server . jsvar cluster=require(' cluster ')；var cpuNums=required(' OS ')。CPU()。长度；var http=require(' http ')；if(cluster . Ismaster){ for(var I=0；一.公共部门会计准则；I){ cluster . fork()；} } else { http . CreateServer(function(req，res){ res.end(`来自worker ${process.pid}的响应`);}).听(3000)；console . log(` worker $ { process . PID }已启动`)；}创建批处理脚本：/req.sh。

#!/bin/bash # req . shfor((I=1；I=4；)；do curl http://127 . 0 . 0 . 1:3000 echo ' '的输出如下。如您所见，响应来自不同的过程。

工作人员23735的响应工作人员23731的响应工作人员23729的响应工作人员23730的响应

集群模块的实现原理

了解集群模块，主要找出三个问题：

师傅，工人怎么沟通？如何与多个服务器实例共享端口？使用多个服务器实例，如何将来自客户端的请求分发到多个工作人员？下面将用示意图介绍。关于源代码级别的介绍，请参考作者的github。

问题1:1:主人和工人如何沟通

这个问题比较简单。主进程通过cluster.fork()创建一个工作进程。Cluster.fork()通过child_process.fork()在内部创建子进程。

也就是说：

主进程和工作进程是父进程和子进程之间的关系。主进程和woker进程可以通过IPC通道进行通信。(重要)问题2:如何实现端口共享

在前面的例子中，在多个woker中创建的服务器监听同一个端口3000。一般来说，如果多个进程监听同一个端口，系统会报错。

为什么我们的例子没问题？

秘密在于listen()方法是在net模块中专门处理的。根据当前进程是主进程还是工作进程：

主进程：正常监听此端口上的请求。(无特殊处理)工作进程：创建服务器实例。然后通过IPC通道向主进程发送消息，这样主进程也可以创建一个服务器实例，监听端口上的请求。当请求到来时，主进程将请求转发给工作进程的服务器实例。总而言之，主进程监听特定的端口，并将客户请求转发给工作进程。

如下图所示：

问题3:如何将请求分发给多个工作人员

每次工作进程创建一个服务器实例来监听请求时，它都会通过IPC通道在主机上注册。当客户端请求到达时，主机将负责将请求转发给相应的工作人员。

给哪个工人？这由转发策略决定。它可以由环境变量NODE _ CLUSTER _ SCHED _ POLICY设置，也可以在cluster.setupMaster(选项)处传入。

默认转发策略是轮询(SCHED_RR)。

当客户请求到达时，主人将轮询一次工人列表，找到第一个空闲的工人，然后将请求转发给工人。

掌握和工人的内部沟通技巧

在开发过程中，我们将通过process.on('message '，fn)实现进程间通信。

如前所述，在创建服务器实例的过程中，主进程和工作进程也通过IPC通道进行通信。这会干扰我们的发展吗？比如收到一堆你并不真正需要关心的信息？

答案肯定是否定的？那么是如何做到的呢？

当发送的消息包含cmd字段并且修改后的字段以NODE_为前缀时，该消息将被视为内部保留的消息，该消息不会被消息事件抛出，但可以通过侦听' internalMessage '来捕获。

以工作进程通知主进程创建服务器实例为例。工人伪代码如下：

//woker process const message={ cmd : ' node _ cluster '，act 3360 ' query server ' }；process.send(消息)；主伪码如下：

worker . process . on(' internal message '，fn)；相关链接

正式文件：https://nodejs.org/api/cluster.html

节点研究注释：https://github.com/chyingp/nodejs-learning-guide

以上就是本文的全部内容。希望对大家的学习有帮助，支持我们。