Nodejs-cluster モジュールについて説明し、その使用方法を紹介しましょう。

この記事では、node の Nodejs-cluster モジュールを理解し、Nodejs-cluster モジュールの使用方法を紹介します。

面接官は時々「教えてください」と尋ねます。nodejsマルチプロセスを開始する方法。クラスタ モジュールがすぐに頭の中に浮かぶはずです。クラスターモジュールの使用法を見てみましょう。

基本的な使用法

Node.js はデフォルトで単一プロセスで実行されます。32 ビット システムの場合は最大 512 MB のメモリを使用でき、64 ビット システムの場合は最大 512 MB のメモリを使用できます。ビットシステムでは、最大 1GB のメモリを使用できます。マルチコア CPU を搭載したコンピューターの場合、1 つのコアのみが実行され、他のコアはアイドル状態になるため、これは非常に非効率的です。この問題を解決するためにクラスターモジュールが提案されました。

クラスター モジュールを使用すると、メイン プロセスといくつかのワーカー プロセスを確立し、メイン プロセスがワーカー プロセスの実行を監視および調整できます。ワーカーはプロセス間通信を使用してメッセージを交換します。クラスター モジュールにはロード バランサーが組み込まれており、ラウンドロビン アルゴリズムを使用してワーカー プロセス間の負荷を調整します。実行中、新しく確立されたリンクはすべてメイン プロセスによって完了され、メイン プロセスは指定されたワーカー プロセスに TCP 接続を割り当てます。

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);
}

上記のコードは、まず現在のプロセスがメイン プロセス (cluster.isMaster) であるかどうかを判断します。メイン プロセス (cluster.isMaster) である場合は、CPU コアの数に応じていくつかの新しいワーカー プロセスを作成します。そうでない場合は、現在のプロセスがメイン プロセスであることを意味します。プロセスはワーカープロセスなので、このプロセス内でサーバープログラムを起動します。

上記のコードの欠点の 1 つは、ワーク プロセスがハングすると、メイン プロセスはそれを認識できないことです。この問題を解決するには、オンライン イベントのリスニング機能とメイン プロセスの終了イベントをデプロイできます。

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(&#39;online&#39;, function(worker) {
    console.log(&#39;Worker &#39; + worker.process.pid + &#39; is online&#39;);
  });

  cluster.on(&#39;exit&#39;, function(worker, code, signal) {
    console.log(&#39;Worker &#39; + worker.process.pid + &#39; died with code: &#39; + code + &#39;, and signal: &#39; + signal);
    console.log(&#39;Starting a new worker&#39;);
    cluster.fork();
  });
}

上記のコードでは、メイン プロセスがワーカー プロセスの終了イベントをリッスンすると、ワーカー プロセスを再起動します。ワーカー プロセスが正常に開始され、正常に実行できるようになると、オンライン イベントが発行されます。

worker オブジェクト

worker オブジェクトは、cluster.fork() の戻り値であり、ワーカー プロセスを表します。

そのプロパティとメソッドは次のとおりです。

(1) worker.id

worker.id は、現在のワーカーの一意のプロセス番号を返します。この番号は、現在のプロセスを指すcluster.workers内のインデックス値でもあります。

(2) worker.process

すべてのワーカー プロセスは、child_process.fork() を使用して生成されます。 child_process.fork() によって返されたオブジェクトは、worker.process に保存されます。この属性を通じて、ワーカーが配置されているプロセス オブジェクトを取得できます。

(3) worker.send()

このメソッドは、子プロセスに情報を送信するためにメイン プロセスで使用されます。

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

上記のコードの機能は、ワーカー プロセスがメイン プロセスによって送信されたすべてのメッセージをエコーすることです。

ワーカー プロセスで、メイン プロセスにメッセージを送信するには process.send(message) を使用します。メイン プロセスによって送信されたメッセージをリッスンするには、次のコードを使用します。

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

送信されるメッセージは文字列または JSON オブジェクトです。以下は JSON オブジェクトを送信する例です。

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

cluster.workers オブジェクト

このオブジェクトはメイン プロセスでのみ使用でき、すべてのワーカー プロセスが含まれます。各メンバーのキー値はワーカー プロセス オブジェクトであり、キー名はワーカー プロセスの worker.id 属性です。

function eachWorker(callback) {
  for (var id in cluster.workers) {
    callback(cluster.workers[id]);
  }
}
eachWorker(function(worker) {
  worker.send('big announcement to all workers');
});

上記のコードは、すべてのワーカー プロセスを走査するために使用されます。

現在のソケットのデータ イベントでは、id 属性を使用してワーカー プロセスを識別することもできます。

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

クラスター モジュールの属性とメソッド

isMaster、isWorker

isMaster プロパティは A を返します。現在のプロセスがメインプロセスであるかどうかを示すブール値。この属性は process.env.NODE_UNIQUE_ID によって決定され、process.env.NODE_UNIQUE_ID が未定義の場合、そのプロセスがメインプロセスであることを意味します。

isWorker 属性は、現在のプロセスがワークプロセスであるかどうかを示すブール値を返します。これは、isMaster 属性の正反対の値です。

fork()

fork メソッドは新しいワーカー プロセスを作成するために使用され、コンテキストはメイン プロセスにコピーされます。メインプロセスのみがこのメソッドを呼び出すことができます。

このメソッドはワーカー オブジェクトを返します。

kill()

kill メソッドは、ワーカー プロセスを終了するために使用されます。システム信号を表すパラメータを受け入れることができます。

現在メイン プロセスである場合、worker.process との接続を終了し、システム シグナル メソッドをワーカー プロセスに送信します。現在ワーカー プロセスである場合、メイン プロセスとの通信を終了して終了し、0 を返します。

以前のバージョンでは、このメソッドは worker.destroy() とも呼ばれていました。

listening イベント

ワーカー プロセスが listen メソッドを呼び出した後、「listening」イベントがプロセスのサーバーに送信され、次にメイン プロセスに送信されます。

このイベントのコールバック関数は 2 つのパラメータを受け入れます。1 つは現在のワーカー オブジェクト、もう 1 つは URL、ポート、アドレス タイプ (IPv4、IPv6、Unix ソケット、UDP) などを含むアドレス オブジェクトです。情報。これは、複数の URL を提供する Node アプリケーションに役立ちます。

中断せずにノード サービスを再起動します

重启服务需要关闭后再启动，利用cluster模块，可以做到先启动一个worker进程，再把原有的所有work进程关闭。这样就能实现不中断地重启Node服务。

首先，主进程向worker进程发出重启信号。

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

worker进程监听message事件，一旦发现内容是shutdown，就退出。

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

下面是一个关闭所有worker进程的函数。

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模块

PM2模块是cluster模块的一个包装层。它的作用是尽量将cluster模块抽象掉，让用户像使用单进程一样，部署多进程Node应用。

// app.js
var http = require('http');

http.createServer(function(req, res) {
  res.writeHead(200);
  res.end("hello world");
}).listen(8080);

用PM2从命令行启动这段代码

$ pm2 start app.js -i 4

上面代码的i参数告诉PM2，这段代码应该在cluster_mode启动，且新建worker进程的数量是4个。如果i参数的值是0，那么当前机器有几个CPU内核，PM2就会启动几个worker进程。

如果一个worker进程由于某种原因挂掉了，会立刻重启该worker进程。

# 重启所有worker进程
$ pm2 reload all

每个worker进程都有一个id，可以用下面的命令查看单个worker进程的详情。

$ pm2 show <worker id>

关闭worker进程的时候，可以部署下面的代码，让worker进程监听shutdown消息。一旦收到这个消息，进行完毕收尾清理工作再关闭

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

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