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使用cluster 將自己的Node服務(wù)器擴(kuò)展為多線程服務(wù)器

更新時(shí)間：2014年11月10日 11:15:36 投稿：hebedich

nodejs在v0.6.x之后增加了一個(gè)模塊 cluster 用于實(shí)現(xiàn)多進(jìn)程，利用child_process模塊來(lái)創(chuàng)建和管理進(jìn)程，增加程序在多核CPU機(jī)器上的性能表現(xiàn)。本文將介紹利用cluster模塊創(chuàng)建的多線程的問(wèn)題。

用nodejs的朋友都有了解，node是單線程的，也就是說(shuō)跑在8核CPU上，只能使用一個(gè)核的算力。
單線程一直是node的一個(gè)詬病，但隨著0.6版本中引入cluster之后，這個(gè)情況則得到了改變，開(kāi)發(fā)人員可以依靠cluster很輕松的將自己的Node服務(wù)器擴(kuò)展為多線程服務(wù)器了。

什么是Cluster

cluster是node提供的一個(gè)多線程庫(kù)，用戶可以使用它來(lái)創(chuàng)建多個(gè)線程，線程之間共享一個(gè)監(jiān)聽(tīng)端口，當(dāng)有外部請(qǐng)求這個(gè)端口時(shí)，cluster會(huì)將請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到隨機(jī)線程里。因?yàn)槊總€(gè)node線程都會(huì)占用幾十兆的內(nèi)存，所以不能像php那樣對(duì)每個(gè)請(qǐng)求創(chuàng)建一個(gè)線程，一般來(lái)說(shuō)創(chuàng)建的線程數(shù)最多都不會(huì)超過(guò)cpu的核心數(shù)量。

復(fù)制代碼代碼如下:

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

if (cluster.isMaster) {
// Fork workers.
for (var i = 0; i < numCPUs; i++) {
cluster.fork();
}

cluster.on('exit', function(worker, code, signal) {
    console.log('worker ' + worker.process.pid + ' died');
});
} else {
// Workers can share any TCP connection
// In this case its a HTTP server
http.createServer(function(req, res) {
    res.writeHead(200);
    res.end("hello world\n");
}).listen(8000);
}

如以上代碼所示，程序運(yùn)行時(shí)cluster.isMaster會(huì)被設(shè)置為true，當(dāng)調(diào)用cluster.fork()之后，程序會(huì)創(chuàng)建一個(gè)線程，并重新運(yùn)行，這時(shí)cluster.isMaster就被設(shè)置為false了。我們就主要通過(guò)這個(gè)變量來(lái)判斷當(dāng)前線程是不是子線程的。

還可以注意到，每個(gè)子線程被創(chuàng)建之后，都會(huì)監(jiān)聽(tīng)8000端口而不會(huì)引起沖突，這就是cluster共享端口的功能了。

線程之間的通信

當(dāng)線程被創(chuàng)建之后，他們彼此之間是沒(méi)有共享內(nèi)存或者數(shù)據(jù)的。所有的數(shù)據(jù)交換只能通過(guò)worker.send和worker.on('message',handler)在主線程里處理，下面列舉一個(gè)廣播系統(tǒng)的實(shí)例。

復(fù)制代碼代碼如下:

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

if (cluster.isMaster) {

var workers=[];
//新建worker
function newWorker(){
var worker=cluster.fork();

    //監(jiān)聽(tīng)信息，如果type為broadcast的話，則確定為廣播
    worker.on('message', function(msg) {
      if(msg.type=='broadcast'){
        var event=msg.event;
        //向所有worker發(fā)送此條廣播
        workers.forEach(function(worker){
          worker.send(event);
        })
      }
    });
    return worker;
}

for (var i = 0; i < numCPUs; i++) {
workers.push(newWorker());
}

    cluster.on('online',function(worker){
        console.log('worker %d is online',worker.id);
    })
} else {
var worker=cluster.worker;

//廣播就是發(fā)送一個(gè)type為broadcast的信息，event就是廣播內(nèi)容
worker.broadcast=function(event){
    worker.send({
      type:'broadcast',
      event:event
    });
}

//這里用worker.on貌似不能監(jiān)聽(tīng)到返回的信息
process.on('message',function(event){
console.log('worker: '+worker.id+' recived event from '+event.workerId);
})

//發(fā)送廣播
worker.broadcast({
message:'online',
workerId:worker.id
})
}

需要注意的問(wèn)題

在上面也提到，線程之間是不能共享數(shù)據(jù)的，所有的數(shù)據(jù)交換只能通過(guò)線程之間的通信來(lái)交換。而且所交換的數(shù)據(jù)都是可序列化的，所以函數(shù)，文件描述符和HttpResponse之類的東西都不能傳遞。

如果使用cluster，則需要在程序設(shè)計(jì)的時(shí)候考慮到數(shù)據(jù)交換的問(wèn)題，我自己的做法就是將類似session的這些數(shù)據(jù)都存放在redis里，每個(gè)線程都做好存取的工作，所有的數(shù)據(jù)都不放在node內(nèi)存里。

最后一點(diǎn)，cluster目前還被Node官方標(biāo)記為Experimental狀態(tài)，api在將來(lái)也許會(huì)改變。

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