Node.js进程管理之进程集群

一、cluster模块

Node.js是单线程处理，对于高并发的请求怎么样能增加吞吐量呢？为了提高服务器的利用率，能不能多核的来处理呢？于是就有了cluster模块。

cluster模块可以轻松实现运行在同一机器不同进程上的TCP或HTTP服务器集群。它们仍使用相同的底层套接字，从而在相同的IP地址和端口组合上处理请求。

下面是它的一些事件属性和方法。

事件:

fork:当新的工作进程已经被派生时发出。callback函数接收worker对象作为唯一的参数。function(Worker)

online:当新的进程发回一消息，表明它已经启动时发出。callback同上。

listening:当工作进程调用listen()开始监听端口时发出。callback：fucntion(Worker,address)

disconnect:当IPC通道被切断时发出。如服务器调用worker.disconnect()的时候。callback：function(Worker)

exit:在Worker对象已断开时发出。callback:function(Worker,code,signal)

setup:在setupMaster()被首次调用时发出。

属性和方法:

settings:包含exec(工作进程的javascript文件)、args(传递的参数数组)、silent(断开工作进程的IPC机制)属性值，用于建立集群

isMaster:判断当前进程是否是主进程

isWorker:判断当前进程是否是工作进程

setupMaster([settings]):启动主进程

disconnect([callback]):断开工作进程的IPC机制，并关闭句柄，当断开连接完成时回调

worker:引用在工作进程的当前Worker对象

workers：包含Worker对象，可以通过标识从主进程引用它们。cluster.workers[workerId]

二、Worker对象

当一个工作进程被派时，一个新的Worker对象同时在主进程和工作进程中创建。在工作进程中Worker对象用来表示当前的工作进程，并与正在发生的集群事件进行交互。在主进程中，Worker对象代表子工作进程，是主应用程序向他们发送信息，接收它们的状态变化的事件甚至杀掉他们。

它也是有一些事件属性方法。

事件:

message:在工作进程收到一个新信息时发出，回调函数把message作为唯一的参数值

disconnect:在IPC通道已对这个工作进程断开后发出

exit:Worker对象已经断开时发出

error：工作进程发生错误时发出

属性方法:

id:工作进程标识

Process:工作进程运行的ChildProcess对象

suicide:对这个工作进程调用kill()或disconnect()时被设置为true。可以使用此标志来确定是否要跳出尝试的循环，并退出

send(message,[sendHandle])：将消息发送到主进程

kill([signal]):通过断开IPC通道杀掉当前工作进程，然后退出，将suicide设置为true。

disconnect():工作进程调它时，关闭所有服务器，等待关闭事件，并断开IPC通道。当从主节点调时，发送一个内部消息给工作进程，使其断开本身，设置suicide为true。

三、实践

上面的也都是理论，下面通过实现一个HTTP集群来实践一下。

1.主进程

var cluster = require('cluster');
var http = require('http');
if (cluster.isMaster) {
  cluster.on('fork', function(worker) {
    console.log("Worker " + worker.id + " created");
  });
  cluster.on('listening', function(worker, address) {
    console.log("Worker " + worker.id +" is listening on " + 
                address.address + ":" + address.port);
  });
  cluster.on('exit', function(worker, code, signal) {
    console.log("Worker " + worker.id +" Exited");    
  });
  cluster.setupMaster({exec:'cluster_worker.js'});
  var numCPUs = require('os').cpus().length;
  for (var i = 0; i < numCPUs; i++) {
    if (i>=4) break;
    cluster.fork();
  }
  Object.keys(cluster.workers).forEach(function(id) {
    cluster.workers[id].on('message', function(message){
      console.log(message);
    });
  });
}

var cluster = require('cluster');
var http = require('http');
if (cluster.isWorker) {
  http.Server(function(req, res) {
    res.writeHead(200);
    res.end("Process " + process.pid + " says hello");
    process.send("Process " + process.pid + " handled request");
  }).listen(8080, function(){
    console.log("Child Server Running on Process: " + process.pid);    
  });
}

var http = require('http');
var options = { port: '8080'};
function sendRequest(){
  http.request(options, function(response){
    var serverData = '';
    response.on('data', function (chunk) {
      serverData += chunk;
    });
    response.on('end', function () {
      console.log(serverData);
    });
  }).end();
}
for (var i=0; i<5; i++){
  console.log("Sending Request");
  sendRequest();
}

"C:\Program Files (x86)\JetBrains\WebStorm 11.0.3\bin\runnerw.exe" F:\nodejs\node.exe cluster_server.js
Worker 1 created
Worker 2 created
Worker 3 created
Worker 4 created
Child Server Running on Process: 6152
Worker 1 is listening on null:8080
Child Server Running on Process: 10340
Worker 2 is listening on null:8080
Child Server Running on Process: 11412
Worker 3 is listening on null:8080
Child Server Running on Process: 12120
Worker 4 is listening on null:8080

"C:\Program Files (x86)\JetBrains\WebStorm 11.0.3\bin\runnerw.exe" F:\nodejs\node.exe cluster_client.js
Sending Request
Sending Request
Sending Request
Sending Request
Sending Request
Process 12120 says hello
Process 11412 says hello
Process 12120 says hello
Process 10340 says hello
Process 6152 says hello

Process finished with exit code 0