nodejs（四） --- cluster模块详解

什么是cluster模块，为什么需要cluster模块？ 

　　cluster在英文中有集、群的意思。 

　　nodejs默认是单进程的，但是对于多核的cpu来说， 单进程显然没有充分利用cpu，所以，node中的cluster模块就是为了解决没有充分利用cpu的问题而产生的。 

cluster模块如何使用？

　　cluster模块允许设立一个主进程和若干个worker进程（一般，我们对于产生的不是主进程的进程或者线程都用worker这个词来表示，打工者的意思），由主进程监控和协调worker进程的运行。worker之间采用进程间通信交换消息，cluster模块内置一个负载均衡器，采用Round-robin算法协调各个worker进程之间的负载。运行时，所有新建立的链接都由主进程完成，然后主进程再把TCP连接分配给指定的worker进程。

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
");
  }).listen(8000);
}

可以看到使用 cluster 模块是非常简单的，首先引入 cluster 模块，然后判断cup的个数，根据个数来创建子进程。 如果当前不是主进程，那么就启动一个服务器。

但是，如果哪个进程挂了，我们无法检测到，所以，使用一个 online 和 exit来监听 ：

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();
  });
}

上面代码中，主进程一旦监听到worker进程的exit事件，就会重启一个worker进程。worker进程一旦启动成功，可以正常运行了，就会发出online事件。

worker对象的使用

　　worker对象是cluster.fork()的返回值，注意：fork方法可以返回一个v8实例，代表一个worker进程。属性和方法如下：

（1）worker.id

worker.id返回当前worker的独一无二的进程编号。这个编号也是cluster.workers中指向当前进程的索引值

（2）worker.process

所有的worker进程都是用child_process.fork()生成的。child_process.fork()返回的对象，就被保存在worker.process之中。通过这个属性，可以获取worker所在的进程对象。

（3）worker.send()

该方法用于在主进程中，向子进程发送信息

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

上面代码的作用是，worker进程对主进程发出的每个消息，都做回声。

在worker进程中，要向主进程发送消息，使用process.send(message)；要监听主进程发出的消息，使用下面的代码。

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

});

发出的消息可以字符串，也可以是JSON对象。

cluster.workers对象

该对象只有主进程才有，包含了所有worker进程。每个成员的键值就是一个worker进程对象，键名就是该worker进程的worker.id属性。

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

cluster模块的属性和方法

isMaster，isWorker

isMaster属性返回一个布尔值，表示当前进程是否为主进程。这个属性由process.env.NODE_UNIQUE_ID决定，如果process.env.NODE_UNIQUE_ID为未定义，就表示该进程是主进程。

isWorker属性返回一个布尔值，表示当前进程是否为work进程。它与isMaster属性的值正好相反。

fork()

fork方法用于新建一个worker进程，上下文都复制主进程。只有主进程才能调用这个方法。

该方法返回一个worker对象。

kill()

kill方法用于终止worker进程。它可以接受一个参数，表示系统信号。

如果当前是主进程，就会终止与worker.process的联络，然后将系统信号法发向worker进程。如果当前是worker进程，就会终止与主进程的通信，然后退出，返回0。

在以前的版本中，该方法也叫做 worker.destroy() 。

listening事件

worker进程调用listening方法以后，“listening”事件就传向该进程的服务器，然后传向主进程。

该事件的回调函数接受两个参数，一个是当前worker对象，另一个是地址对象，包含网址、端口、地址类型（IPv4、IPv6、Unix socket、UDP）等信息。这对于那些服务多个网址的Node应用程序非常有用。