Cluster ist ein Pool ?hnlicher Arbeitsprozesse, die unter dem übergeordneten Knotenprozess ausgeführt werden. Arbeitsprozesse werden unter Verwendung der Fork () -Methode des Moduls Child_Processes generiert. Dies bedeutet, dass der Arbeitsprozess den Server -Handle freigeben und mit dem übergeordneten Knotenprozess mithilfe von IPC (Interprocess Communication) kommunizieren kann. Der Hauptprozess ist für die Start und Kontrolle des Arbeitsprozesses verantwortlich. Sie k?nnen so viele Arbeiterprozesse erstellen, wie Sie im Hauptprozess m?chten. Denken Sie auch daran, dass eingehende Verbindungen standardm??ig die Umfragen zwischen Arbeitsprozessen (au?er Windows) zugewiesen werden. Tats?chlich gibt es eine andere M?glichkeit, eingehende Verbindungen zuzuordnen, die ich hier nicht diskutieren werde, und die Zuordnung an das Betriebssystem (die Standardeinstellung in Windows) übergeben. In der Dokumentation von Node.js wird empfohlen, den Standardabfragestil als Planungsrichtlinie zu verwenden. Obwohl die Verwendung eines Clustermoduls theoretisch kompliziert klingt, ist seine Implementierung sehr einfach. Um es mit der Verwendung zu beginnen, müssen Sie es in Ihre Node.js -Anwendung aufnehmen:

var cluster = require('cluster');

Das Clustermodul führt denselben Node.js -Prozess mehrmals aus. Das erste, was Sie tun müssen, ist zu bestimmen, welcher Teil des Codes für den Hauptprozess verwendet wird und welcher Teil des Codes für den Arbeitsprozess verwendet wird. Mit dem Cluster -Modul k?nnen Sie den Hauptprozess wie folgt identifizieren:

if(cluster.isMaster) { ... }

Der Hauptprozess ist der Prozess, den Sie gestartet haben und der wiederum den Arbeitsprozess initialisiert. Um den Arbeitsprozess im Hauptprozess zu starten, verwenden wir die fork () -Methode:

cluster.fork();

Diese Methode gibt ein Worker -Objekt zurück, das einige Methoden und Eigenschaften über den abgeleiteten Arbeiter enth?lt. Wir werden einige Beispiele im n?chsten Abschnitt sehen. Das Clustermodul enth?lt mehrere Ereignisse. Zwei g?ngige Veranstaltungen im Zusammenhang mit dem Start- und Kündigungsmomenten des Arbeiterprozesses sind die Online- und Ausstiegsereignisse. Wenn der Arbeitsprozess abgeleitet ist und eine Online -Nachricht sendet, wird eine Online -Veranstaltung abgeleitet. Wenn der Arbeitsprozess stirbt, wird ein Exit -Ereignis emittiert. Sp?ter lernen wir, wie Sie diese beiden Ereignisse verwenden, um den Lebenszyklus eines Arbeitsprozesses zu kontrollieren. Lassen Sie uns nun alles zusammenstellen, was wir bisher gesehen haben und ein komplettes Beispiel zeigen.

Beispiel

Dieser Abschnitt enth?lt zwei Beispiele. Das erste Beispiel ist eine einfache Anwendung, die zeigt, wie Cluster -Module in einer Node.js -Anwendung verwendet werden. Das zweite Beispiel ist ein Express-Server, der das Clustermodul von Node.js nutzt, das Teil des Produktionscode ist, das ich normalerweise in gro? angelegten Projekten verwende. Beide Beispiele k?nnen von GitHub heruntergeladen werden.

So verwenden Sie das Cluster -Modul in der node.js -Anwendung

var cluster = require('cluster');
var http = require('http');
var numCPUs = 4;

if (cluster.isMaster) {
    for (var i = 0; i < numCPUs; i++) {
        cluster.fork();
    }
} else {
    http.createServer(function(req, res) {
        res.writeHead(200);
        res.end('process ' + process.pid + ' says hello!');
    }).listen(8000);
}

Sie k?nnen auf die URL zugreifen, indem Sie den Server starten (Ausführen des Befehlsknotens Simple.js) und auf die URL http://miracleart.cn/link/7d2d180c45c41870f36e747816456190

So entwickeln Sie einen hochskalierbaren Express -Server

Express ist eines der beliebtesten Webanwendungs ??-Frameworks für Node.js (wenn nicht das beliebteste). Wir haben es mehrmals auf dieser Website behandelt. Wenn Sie mehr erfahren m?chten, empfehle ich Ihnen, die Artikel "Erstellen einer erholsamen API mit Express 4" und "Erstellen eines node.js-gesteuerten Chatroom-Webantrags: Express und Azure" zu lesen. Das zweite Beispiel zeigt, wie ein hochskalierbarer Express -Server entwickelt wird. Es zeigt auch, wie ein einzelner Prozessserver migriert, um ein Clustermodul mit einer kleinen Menge Code zu nutzen.

var cluster = require('cluster');

Die erste Erg?nzung dieses Beispiels ist die Verwendung des OS -Moduls von Node.js, um die Anzahl der CPU -Kerne zu erhalten. Das Betriebssystemmodul enth?lt eine CPUS () -Funktion, die ein Array von CPU -Kernen zurückgibt. Mit diesem Ansatz k?nnen wir die Anzahl der Arbeitsprozesse dynamisch bestimmen, um basierend auf Serverspezifikationen abzuleiten, um die Verwendung von Ressourcen zu maximieren. Die zweite und wichtigere Erg?nzung ist es, mit dem Tod des Arbeitsprozesses umzugehen. Wenn der Arbeitsprozess stirbt, gibt das Cluster -Modul ein Exit -Ereignis aus. Es kann verarbeitet werden, indem das Ereignis zu h?ren und eine Rückruffunktion auszuführen, wenn sie emittiert wird. Sie k?nnen dies tun, indem Sie Aussagen wie cluster.on ('Exit', Callback) schreiben; In der Rückruffunktion leiten wir einen neuen Arbeiterprozess ab, um die erwartete Anzahl von Arbeitsprozessen beizubehalten. Dies erm?glicht es uns, die Anwendung auch mit einigen unberechtigten Ausnahmen laufen zu lassen. In diesem Beispiel habe ich auch einen H?rer für das Online -Ereignis eingerichtet, das nach dem Abschluss des Arbeitsprozesses abgeleitet wird und eingehende Anfragen erhalten. Dies kann zur Protokollierung oder anderer Operationen verwendet werden.

Leistungsvergleich

Es gibt mehrere Tools, um die API zu bewerten, aber hier verwende ich das Apache -Benchmark -Tool, um zu analysieren, wie sich die Verwendung von Clustermodulen auf die Leistung der Anwendung auswirkt. Um die Tests einzurichten, habe ich einen Express -Server mit einer Route und einer Rückruffunktion für diese Route entwickelt. Führen Sie in der Rückruffunktion eine virtuelle Operation durch und geben Sie eine Kurznachricht zurück. Es gibt zwei Versionen des Servers: Einer hat keinen Arbeitsprozess, bei dem alle Vorg?nge im Hauptprozess stattfinden und der andere 8 Arbeitsprozesse (weil meine Maschine über 8 Kerne verfügt). Die folgende Tabelle zeigt, wie das Merge -Cluster -Modul die Anzahl der verarbeiteten Anforderungen pro Sekunde erh?ht.

(Anzahl der pro Sekunde verarbeiteten Anforderungen)

erweiterter Betrieb

W?hrend der Verwendung von Clustermodulen relativ einfach ist, k?nnen Sie Arbeitsprozesse verwenden, um andere Vorg?nge auszuführen. Beispielsweise k?nnen Sie Cluster -Module verwenden, um (fast!) Null -Ausfallzeit für Ihre Anwendung zu erreichen. Wir werden in einer Weile lernen, wie man einige dieser Operationen durchführt.

Kommunikation zwischen dem Hauptprozess und dem Arbeiterprozess

Manchmal müssen Sie m?glicherweise eine Nachricht vom Hauptprozess an den Arbeitsprozess senden, um Aufgaben zuzuweisen oder andere Aktionen auszuführen. Im Gegenzug muss der Arbeitsprozess m?glicherweise den Hauptprozess, den die Aufgabe abgeschlossen hat, benachrichtigen. Um nach Nachrichten zu h?ren, sollten Sie den Ereignish?rer für das Nachrichtenereignis sowohl im Hauptprozess als auch im Arbeitsprozess festlegen:

var cluster = require('cluster');

Arbeiterobjekt ist eine Referenz, die von der Fork () -Methode zurückgegeben wird. Nachrichten aus dem Hauptprozess im Arbeitsprozess anh?ren:

if(cluster.isMaster) { ... }

Nachricht kann eine Zeichenfolge oder ein JSON -Objekt sein. Um Nachrichten an einen bestimmten Arbeiterprozess zu senden, k?nnen Sie Code wie folgt schreiben:

cluster.fork();

In ?hnlicher Weise k?nnen Sie eine Nachricht an den Hauptprozess senden:

var cluster = require('cluster');
var http = require('http');
var numCPUs = 4;

if (cluster.isMaster) {
    for (var i = 0; i < numCPUs; i++) {
        cluster.fork();
    }
} else {
    http.createServer(function(req, res) {
        res.writeHead(200);
        res.end('process ' + process.pid + ' says hello!');
    }).listen(8000);
}

In node.js sind Nachrichten generisch und haben keine spezifischen Typen. Daher ist es am besten, eine Nachricht als JSON -Objekt zu senden, das einige Informationen über den Nachrichtentyp, den Absender und den Inhalt selbst enth?lt. Zum Beispiel:

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

    cluster.on('exit', function(worker, code, signal) {
        console.log('Worker ' + worker.process.pid + ' died with code: ' + code + ', and signal: ' + signal);
        console.log('Starting a new worker');
        cluster.fork();
    });
} else {
    var app = require('express')();
    app.all('/*', function(req, res) {res.send('process ' + process.pid + ' says hello!').end();})

    var server = app.listen(8000, function() {
        console.log('Process ' + process.pid + ' is listening to all incoming requests');
    });
}

Eine Sache, die hier zu beachten ist, ist, dass der Message -Ereignis -Rückruf asynchron verarbeitet wird. Es gibt keine definierte Ausführungsreihenfolge. Sie k?nnen ein vollst?ndiges Beispiel für die Kommunikation zwischen dem Hauptprozess und dem Arbeiterprozess auf GitHub finden.

Zero -Ausfallzeit

Ein wichtiges Ergebnis, das mit Arbeitsprozessen erzielt werden kann, ist der (fast) Null -Ausfall -Server. Im Hauptprozess k?nnen Sie den Arbeitsprozess nacheinander enden und neu starten, nachdem Sie ?nderungen an der Anwendung vorgenommen haben. Auf diese Weise k?nnen Sie die alte Version ausführen, w?hrend Sie die neue Version laden. Um Ihre Bewerbung zur Laufzeit neu zu starten, müssen Sie sich an zwei Dinge erinnern. Erstens wird der Hauptprozess st?ndig ausgeführt, und nur der Arbeitsprozess wird beendet und neu gestartet. Daher ist es wichtig, den Hauptprozess kurz zu halten und den Arbeitsprozess nur zu verwalten. Zweitens müssen Sie den Hauptprozess, den der Arbeitsprozess neu gestartet werden muss, irgendwie benachrichtigen. Es gibt verschiedene M?glichkeiten, dies zu tun, einschlie?lich der ?nderungen der Benutzereingaben oder der überwachung von Dateien. Letzteres ist effizienter, aber Sie müssen die Dateien identifizieren, um sie im Hauptprozess zu überwachen. Ich empfehle, den Arbeitsprozess neu zu starten, um sie zuerst sicher zu schlie?en. Sie k?nnen den ersteren ausführen, indem Sie eine Shutdown -Nachricht an den Arbeitsprozess senden, wie unten gezeigt:

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

und starten Sie einen sicheren Abschaltungsabschluss im Worker Message Event -Handler:

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

Um dies für alle Arbeiterprozesse zu tun, k?nnen Sie die Workers -Eigenschaft des Cluster -Moduls verwenden, das einen Verweis auf alle laufenden Arbeitsprozesse enth?lt. Wir k?nnen auch alle Aufgaben in einer Funktion im Hauptprozess einwickeln, die aufgerufen werden kann, wenn wir alle Arbeitsprozesse neu starten m?chten.

var cluster = require('cluster');

Wir k?nnen die IDs aller laufenden Arbeiterprozesse aus dem Arbeiterobjekt im Cluster -Modul erhalten. Dieses Objekt enth?lt einen Hinweis auf alle laufenden Arbeitsprozesse und Aktualisierungen, wenn die Arbeitsprozesse beendet und neu gestartet werden. Zun?chst speichern wir die IDs aller laufenden Arbeiterprozesse im WorkerIDS -Array. Auf diese Weise vermeiden wir es, den neu abgeleiteten Arbeitsprozess neu zu starten. Wir bitten dann, dass jeder Arbeiterprozess sicher geschlossen wird. Wenn der Arbeitsprozess nach 5 Sekunden immer noch l?uft und immer noch im Arbeiterobjekt existiert, nennen wir die Kill -Funktion im Arbeiterprozess, um sie zum Schlie?en zu zwingen. Sie k?nnen ein praktisches Beispiel auf GitHub finden.

Schlussfolgerung

node.js Anwendungen k?nnen mit dem Clustermodul parallelisiert werden, um eine effizientere Verwendung des Systems zu erm?glichen. Mehrere Prozesse k?nnen gleichzeitig mit mehreren Codezeilen ausgeführt werden, was die Migration relativ einfach macht, da Node.js schwierige Teile behandelt. Wie ich im Leistungsvergleich gezeigt habe, ist es m?glich, eine erhebliche Verbesserung der Anwendungsleistung zu erzielen, indem die Systemressourcen effizienter eingesetzt werden. Zus?tzlich zur Leistung k?nnen Sie die Anwendungszuverl?ssigkeit und die Betriebszeit verbessern, indem Sie Arbeitsprozesse w?hrend der Ausführung der Anwendung neu starten. Das hei?t, Sie müssen vorsichtig sein, wenn Sie in Betracht ziehen, Clustermodule in Ihrer Anwendung zu verwenden. Die von Clustermodulen empfohlene Hauptnutzung ist für Webserver. In anderen F?llen müssen Sie sich genauer ansehen, wie Aufgaben zwischen Arbeitsprozessen zugewiesen werden und wie Fortschritte zwischen Arbeitsprozessen und Hauptprozessen effektiv kommuniziert werden k?nnen. Stellen Sie auch für Webserver sicher, dass ein einzelner Node.js -Prozess ein Engpass (Speicher oder CPU) ist, bevor Sie ?nderungen an Ihrer Anwendung vornehmen, da Ihre ?nderungen m?glicherweise Fehler führen. Last but not least enth?lt die Website node.js eine gute Dokumentation für Clustermodule. Schauen Sie sich es also an!

faqs über node.js cluster

Was sind die Hauptvorteile der Verwendung von Node.js -Clustern?

Der Hauptvorteil der Verwendung von Node.js Cluster besteht darin, die Leistung der Anwendung zu verbessern. Node.js l?uft auf einem Thread, was bedeutet, dass es jeweils nur einen CPU -Kern verwenden kann. Moderne Server haben jedoch normalerweise mehrere Kerne. Durch die Verwendung des Cluster von node.js k?nnen Sie einen Hauptprozess erstellen, der mehrere Arbeitsprozesse abgeleitet hat, die jeweils auf einem anderen CPU -Kern ausgeführt werden. Auf diese Weise kann Ihre Anwendung gleichzeitig mehr Anfragen bearbeiten, was die Geschwindigkeit und Leistung erheblich verbessert.

Wie funktioniert Node.js Cluster?

node.js cluster funktioniert, indem er einen Hauptprozess erstellt, der mehrere Arbeitsprozesse ableitet. Der Hauptprozess h?rt auf eingehende Anfragen zu und verteilt sie in Wahlweise an den Arbeitsprozess. Jeder Arbeiterprozess wird auf einem separaten CPU -Kern ausgeführt und behandelt die Anfragen unabh?ngig. Auf diese Weise kann Ihre Bewerbung alle verfügbaren CPU -Kerne nutzen und gleichzeitig mehr Anfragen bearbeiten.

Wie erstellt man einen node.js cluster?

Erstellen eines node.js cluster beinhaltet die Verwendung des von node.js. Zun?chst müssen Sie die Module "Cluster" und "Betriebssystem" importieren. Sie k?nnen dann die Methode "cluster.fork ()" verwenden, um den Arbeitsprozess zu erstellen. "os.cpus (). L?nge" gibt Ihnen die Anzahl der verfügbaren CPU -Kerne, mit denen Sie die Anzahl der zu erstellenden Arbeitsprozesse ermitteln k?nnen. Hier ist ein einfaches Beispiel:

var cluster = require('cluster');

Wie kann ich mit dem Arbeitsprozessabstürze in Node.js Cluster umgehen?

Sie k?nnen den Arbeitsprozessabstürmen im Cluster von Node.js abwickeln, indem Sie nach "Beenden" -Ereignisse im Hauptprozess h?ren. Wenn der Arbeitsprozess abstürzt, sendet er ein "Exit" -Event an den Hauptprozess. Sie k?nnen dann die Methode "cluster.fork ()" verwenden, um einen neuen Worker -Prozess zu erstellen, um den abgestürzten Arbeitsprozess zu ersetzen. Hier ist ein Beispiel:

if(cluster.isMaster) { ... }

Kann ich Node.js Cluster mit Express.js verwenden?

Ja, Sie k?nnen den Cluster node.js mit Express.js verwenden. In der Tat kann die Verwendung von Node.js -Clustering die Leistung von Express.js -Anwendungen erheblich verbessern. Sie müssen nur den Anwendungscode express.js in den Worker -Prozesscode -Block in das Cluster -Skript einfügen.

Was sind die Grenzen von Node.js -Clustern?

W?hrend node.js cluster die Anwendungsleistung erheblich verbessern kann, hat es auch einige Einschr?nkungen. Beispielsweise teilen ein Arbeiterprozess keinen Zustand oder Speicher. Dies bedeutet, dass Sie keine Sitzungsdaten im Speicher speichern k?nnen, da sie in allen Arbeitsprozessen unzug?nglich sind. Stattdessen müssen Sie einen gemeinsam genutzten Sitzungsspeicher wie eine Datenbank oder einen Redis -Server verwenden.

Wie l?dt man Ausgleichsanforderungen in node.js cluster?

standardm??ig verteilt der Hauptprozess im Node.js -Cluster eingehende Anforderungen an den Arbeitsprozess in einer Wahlweise. Dies bietet eine grundlegende Form des Lastausgleichs. Wenn Sie jedoch einen fortgeschritteneren Lastausgleich ben?tigen, müssen Sie m?glicherweise einen Reverse -Proxy -Server wie Nginx verwenden.

Kann ich Node.js Cluster in der Produktion verwenden?

Ja, Sie k?nnen Node.js Cluster in der Produktionsumgebung verwenden. Tats?chlich wird dringend empfohlen, Node.JS -Cluster in Produktionsumgebungen zu verwenden, um den CPU -Kern des Servers optimal zu nutzen und die Leistung Ihrer Anwendung zu verbessern.

Wie kann man Node.js Cluster debuggen?

debugging node.js cluster k?nnen etwas schwierig sein, da mehrere Arbeitsprozesse gleichzeitig ausgeführt werden. Sie k?nnen den Debugger jedoch jedem Prozess mit dem Flag "überprüfung" mit einem einzigartigen Port für jeden Arbeitsprozess anschlie?en. Hier ist ein Beispiel:

cluster.fork();

Kann ich Node.js Cluster mit anderen Node.js -Modulen verwenden?

Ja, Sie k?nnen den Cluster node.js mit anderen Node.js -Modulen verwenden. Sie müssen jedoch beachten, dass der Arbeitsprozess keinen Zustand oder Speicher ausübt. Dies bedeutet, dass das Modul, wenn es vom gemeinsamen Zustand abh?ngt, in der Clusterumgebung m?glicherweise nicht ordnungsgem?? funktioniert.