Node.jsクラスターモジュールの使用状況を詳細に分析する

今回は

Node.jsの使い方の詳細説明Node.jsのクラスターモジュールの使い方の注意点についてお届けします。 、見てみましょう。

クラスターモジュールの概要

オプション 1: 複数のノード インスタンス + 複数のポート

1. 利点: 実装が簡単で、各インスタンスは比較的独立しているため、サービスの安定性に優れています。

2. 短所: ポート占有の増加、プロセス間の通信がより面倒になります。

オプション 2: メイン プロセスはリクエストを子プロセスに転送します

1. 利点: 通常、占有されるポートは 1 つだけで、通信は比較的単純で、転送戦略はより柔軟です。

2. 短所: 実装は比較的複雑で、メインプロセスの高い安定性が必要です。

入門例

// server.js
var cluster = require('cluster');
var cpuNums = require('os').cpus().length;
var http = require('http');
if(cluster.isMaster){
 for(var i = 0; i < cpuNums; i++){
  cluster.fork();
 }
}else{
 http.createServer(function(req, res){
  res.end(`response from worker ${process.pid}`);
 }).listen(3000);
 console.log(`Worker ${process.pid} started`);
}

#!/bin/bash
# req.sh
for((i=1;i<=4;i++)); do  
 curl http://127.0.0.1:3000
 echo ""
done

ワーカーからの応答 23735

ワーカーからの応答 23731
ワーカーからの応答 23729
ワーカーからの応答 23730

クラスターモジュールの実装原理を理解する、主に 3 つの質問を理解する:

1. 複数のサーバーインスタンスとのポート共有を実現するにはどうすればよいですか?

2. 複数のサーバーインスタンス、クライアントからのリクエストを複数のワーカーに分散するにはどうすればよいですか?

3. 以下は概略図を元に紹介します。ソースコードレベルの紹介は作者のgithubを参照してください。

質問 1: マスターとワーカー間のコミュニケーション方法

言い換えると:

1. マスタープロセスとワーカープロセスは、IPCチャネルを通じて通信できます。 (重要)

2. 質問 2: ポート共有の実装方法

なぜ私たちの例は大丈夫なのでしょうか?

归纳起来，就是：master进程监听特定端口，并将客户请求转发给worker进程。

如下图所示：

问题3：如何将请求分发到多个worker

每当worker进程创建server实例来监听请求，都会通过IPC通道，在master上进行注册。当客户端请求到达，master会负责将请求转发给对应的worker。

具体转发给哪个worker？这是由转发策略决定的。可以通过环境变量NODE_CLUSTER_SCHED_POLICY设置，也可以在cluster.setupMaster(options)时传入。

默认的转发策略是轮询（SCHED_RR）。

当有客户请求到达，master会轮询一遍worker列表，找到第一个空闲的worker，然后将该请求转发给该worker。

master、worker内部通信小技巧

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

前面提到，master进程、worker进程在server实例的创建过程中，也是通过IPC通道进行通信的。那会不会对我们的开发造成干扰呢？比如，收到一堆其实并不需要关心的消息？

答案肯定是不会？那么是怎么做到的呢？

当发送的消息包含cmd字段，且改字段以NODE_作为前缀，则该消息会被视为内部保留的消息，不会通过message事件抛出，但可以通过监听'internalMessage'捕获。

以worker进程通知master进程创建server实例为例子。worker伪代码如下：

// woker进程
const message = {
 cmd: 'NODE_CLUSTER',
 act: 'queryServer'
};
process.send(message);

master伪代码如下：

worker.process.on('internalMessage', fn);

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