前往小程序,Get更优阅读体验!
立即前往
首页
学习
活动
专区
圈层
工具
发布
首页
学习
活动
专区
圈层
工具
MCP广场
社区首页 >专栏 >NodeJS多核处理模cluster解读

NodeJS多核处理模cluster解读

作者头像
用户2936342
发布于 2018-08-27 06:53:43
发布于 2018-08-27 06:53:43
85900
代码可运行
举报
文章被收录于专栏:nummynummy
运行总次数:0
代码可运行

参考 http://blog.fens.me/nodejs-core-cluster/

大家都知道nodejs是一个单进程单线程的服务器引擎,不管有多么的强大硬件,只能利用到单个CPU进行计算。所以,有人开发了第三方的cluster,让node可以利用多核CPU实现并行。

1. cluster介绍

cluster是一个nodejs内置的模块,用于nodejs多核处理。cluster模块,可以帮助我们简化多进程并行化程序的开发难度,轻松构建一个用于负载均衡的集群。

2. cluster的简单使用

在win的环境中,我们通过cluster启动多核的node提供web服务。 新建文件:app.js

代码语言:javascript
代码运行次数:0
运行
AI代码解释
复制
var cluster = require('cluster');
var http = require('http');
var numCPUs = require('os').cpus().length;

if (cluster.isMaster) {
    console.log("master start...");

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

    cluster.on('listening',function(worker,address){
        console.log('listening: worker ' + worker.process.pid +', Address: '+address.address+":"+address.port);
    });

    cluster.on('exit', function(worker, code, signal) {
        console.log('worker ' + worker.process.pid + ' died');
    });
} else {
    http.createServer(function(req, res) {
        res.writeHead(200);
        res.end("hello world\n");
    }).listen(0);
}

在控制台启动node程序

代码语言:javascript
代码运行次数:0
运行
AI代码解释
复制
λ node server.js
master start...
listening: worker 12976, Address: null:50047
listening: worker 14716, Address: null:50047
listening: worker 14184, Address: null:50047
listening: worker 14820, Address: null:50047

master是总控节点,worker是运行节点。然后根据CPU的数量,启动worker。我本地是双核双通道的CPU,所以被检测为4核,启动了4个worker。

3. cluster的工作原理

每个worker进程通过使用child_process.fork()函数,基于IPC(Inter-Process Communication,进程间通信),实现与master进程间通信。

当worker使用server.listen(...)函数时 ,将参数序列传递给master进程。如果master进程已经匹配workers,会将传递句柄给工人。如果master没有匹配好worker,那么会创建一个worker,再传递并句柄传递给worker。

在边界条件,有3个有趣的行为: 注:下面server.listen(),是对底层“http.Server-->net.Server”类的调用。

  1. server.listen({fd: 7}):在master和worker通信过程,通过传递文件,master会监听“文件描述为7”,而不是传递“文件描述为7”的引用。
  2. server.listen(handle):master和worker通信过程,通过handle函数进行通信,而不用进程联系
  3. server.listen(0):在master和worker通信过程,集群中的worker会打开一个随机端口共用,通过socket通信,像上例中的57132 当多个进程都在 accept() 同样的资源的时候,操作系统的负载均衡非常高效。Node.js没有路由逻辑,worker之间没有共享状态。所以,程序要设计得简单一些,比如基于内存的session。

因为workers都是独力运行的,根据程序的需要,它们可以被独立删除或者重启,worker并不相互影响。只要还有workers存活,则master将继续接收连接。Node不会自动维护workers的数目。我们可以建立自己的连接池。

4. cluster的API

cluster对象 cluster的各种属性和函数 cluster.setttings:配置集群参数对象 cluster.isMaster:判断是不是master节点 cluster.isWorker:判断是不是worker节点 Event: 'fork': 监听创建worker进程事件 Event: 'online': 监听worker创建成功事件 Event: 'listening': 监听worker向master状态事件 Event: 'disconnect': 监听worker断线事件 Event: 'exit': 监听worker退出事件 Event: 'setup': 监听setupMaster事件 cluster.setupMaster([settings]): 设置集群参数 cluster.fork([env]): 创建worker进程 cluster.disconnect([callback]): 关闭worket进程 cluster.worker: 获得当前的worker对象 cluster.workers: 获得集群中所有存活的worker对象

worker对象 worker的各种属性和函数:可以通过cluster.workers, cluster.worket获得。 worker.id: 进程ID号 worker.process: ChildProcess对象 worker.suicide: 在disconnect()后,判断worker是否自杀 worker.send(message, [sendHandle]): master给worker发送消息。注:worker给发master发送消息要用process.send(message) worker.kill([signal='SIGTERM']): 杀死指定的worker,别名destory() worker.disconnect(): 断开worker连接,让worker自杀 Event: 'message': 监听master和worker的message事件 Event: 'online': 监听指定的worker创建成功事件 Event: 'listening': 监听master向worker状态事件 Event: 'disconnect': 监听worker断线事件 Event: 'exit': 监听worker退出事件

5. master和worker的通信

实现cluster的API,让master和worker相互通信。 新建文件: cluster.js

代码语言:javascript
代码运行次数:0
运行
AI代码解释
复制
var cluster = require('cluster');
var http = require('http');
var numCPUs = require('os').cpus().length;

if (cluster.isMaster) {
    console.log('[master] ' + "start master...");

    for (var i = 0; i < numCPUs; i++) {
        var wk = cluster.fork();
        wk.send('[master] ' + 'hi worker' + wk.id);
    }

    cluster.on('fork', function (worker) {
        console.log('[master] ' + 'fork: worker' + worker.id);
    });

    cluster.on('online', function (worker) {
        console.log('[master] ' + 'online: worker' + worker.id);
    });

    cluster.on('listening', function (worker, address) {
        console.log('[master] ' + 'listening: worker' + worker.id + ',pid:' + worker.process.pid + ', Address:' + address.address + ":" + address.port);
    });

    cluster.on('disconnect', function (worker) {
        console.log('[master] ' + 'disconnect: worker' + worker.id);
    });

    cluster.on('exit', function (worker, code, signal) {
        console.log('[master] ' + 'exit worker' + worker.id + ' died');
    });

    function eachWorker(callback) {
        for (var id in cluster.workers) {
            callback(cluster.workers[id]);
        }
    }

    setTimeout(function () {
        eachWorker(function (worker) {
            worker.send('[master] ' + 'send message to worker' + worker.id);
        });
    }, 3000);

    Object.keys(cluster.workers).forEach(function(id) {
        cluster.workers[id].on('message', function(msg){
            console.log('[master] ' + 'message ' + msg);
        });
    });

} else if (cluster.isWorker) {
    console.log('[worker] ' + "start worker ..." + cluster.worker.id);

    process.on('message', function(msg) {
        console.log('[worker] '+msg);
        process.send('[worker] worker'+cluster.worker.id+' received!');
    });

    http.createServer(function (req, res) {
            res.writeHead(200, {"content-type": "text/html"});
            res.end('worker'+cluster.worker.id+',PID:'+process.pid);
    }).listen(3000);

}

输出信息如下:

代码语言:javascript
代码运行次数:0
运行
AI代码解释
复制
[master] start master...
[worker] start worker ...1
[worker] [master] hi worker1
[worker] start worker ...2
[worker] [master] hi worker2
[master] fork: worker1
[master] fork: worker2
[master] fork: worker3
[master] fork: worker4
[master] online: worker1
[master] online: worker2
[master] message [worker] worker1 received!
[master] message [worker] worker2 received!
[master] listening: worker1,pid:6068, Address:0.0.0.0:3000
[master] listening: worker2,pid:1408, Address:0.0.0.0:3000
[master] online: worker3
[worker] start worker ...3
[worker] [master] hi worker3
[master] message [worker] worker3 received!
[master] listening: worker3,pid:3428, Address:0.0.0.0:3000
[master] online: worker4
[worker] start worker ...4
[worker] [master] hi worker4
[master] message [worker] worker4 received!
[master] listening: worker4,pid:6872, Address:0.0.0.0:3000
[worker] [master] send message to worker1
[worker] [master] send message to worker2
[worker] [master] send message to worker3
[worker] [master] send message to worker4
[master] message [worker] worker1 received!
[master] message [worker] worker2 received!
[master] message [worker] worker3 received!
[master] message [worker] worker4 received!

6. 用cluster实现负载均衡(Load Balance) -- win7失败

新建文件: server.js

代码语言:javascript
代码运行次数:0
运行
AI代码解释
复制
var cluster = require('cluster');
var http = require('http');
var numCPUs = require('os').cpus().length;

if (cluster.isMaster) {
    console.log('[master] ' + "start master...");

    for (var i = 0; i < numCPUs; i++) {
         cluster.fork();
    }

    cluster.on('listening', function (worker, address) {
        console.log('[master] ' + 'listening: worker' + worker.id + ',pid:' + worker.process.pid + ', Address:' + address.address + ":" + address.port);
    });

} else if (cluster.isWorker) {
    console.log('[worker] ' + "start worker ..." + cluster.worker.id);
    http.createServer(function (req, res) {
        console.log('worker'+cluster.worker.id);
        res.end('worker'+cluster.worker.id+',PID:'+process.pid);
    }).listen(3000);
}
本文参与 腾讯云自媒体同步曝光计划,分享自作者个人站点/博客。
原始发表:2016.04.07 ,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

本文分享自 作者个人站点/博客 前往查看

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

本文参与 腾讯云自媒体同步曝光计划  ,欢迎热爱写作的你一起参与!

评论
登录后参与评论
暂无评论
推荐阅读
编辑精选文章
换一批
浅析 NodeJS 多进程和集群
NodeJS 提供了 child_process 模块,并且提供了 child_process.fork() 函数供我们复制进程。
winty
2021/07/01
9870
浅析 NodeJS 多进程和集群
前端进阶-让你升级的网络知识
在正文之前,我想问大家一个问题: 问:亲,你有基础吗? 答: 有啊,你说前端吗? 不就是HTML,JS,CSS 吗? so easy~ 问: oh-my-zsh... 好吧,那问题来了,挖掘机技术哪家
前朝楚水
2018/04/04
8450
前端进阶-让你升级的网络知识
Egg 源码解析之 egg-cluster【进程的进一步深刻理解】
原文 | https://zhuanlan.zhihu.com/p/29374045
五月君
2019/08/23
1.9K0
Egg 源码解析之 egg-cluster【进程的进一步深刻理解】
Node.js 多进程实战
Node.js 以其天生的处理高并发 I/O 的强大能力闻名于世,我们选用 Node.js 也大多是看上了其这一特性。然而无论是随着开发的逐步深入还是产品在生产环境上的部署,往往会沮丧的发现,高并发 I/O 并不总是生活的全部,CPU 密集型计算依然或多或少的不可避免。
疯狂的技术宅
2019/03/28
2.9K0
深入了解 Node 的多进程服务
我们现在已经知道了Node是单线程运行的,这表示潜在的错误有可能导致线程崩溃,然后进程也会随着退出,无法做到企业追求的稳定性;另一方面,单进程也无法充分多核CPU,这是对硬件本身的浪费。Node社区本身也意识到了这一问题,于是从0.1版本就提供了child_process模块,用来提供多进程的支持。
用户8921923
2022/10/24
7870
NodeJS模块研究 - cluster
Nodejs 提供了 cluster 来支持服务集群的扩展,提高多核 CPU 的利用效率,实现负载均衡,最大程度利用机器性能。本文从以下几个方面介绍 cluster 的 API 和用法:
心谭博客
2020/04/21
9270
【nodejs原理&源码赏析(6)】深度剖析cluster模块源码与node.js多进程(下)
前两篇博文中已经分别介绍了使用cluster模块建立集群时主进程执行cluster.fork( )方法时的执行逻辑,以及net模块在不同场景下建立通讯的基本原理。本篇继续分析cluster模块,从第一个子进程开始建立服务器讲起,cluster基本用法示例代码再来一遍:
大史不说话
2019/06/15
8230
node.js cluster多进程、负载均衡和平滑重启
1 cluster多进程 cluster经过好几代的发展,现在已经比较好使了。利用cluster,可以自动完成子进程worker分配request的事情,就不再需要自己写代码在master进程中robin式给每个worker分配任务了。 const cluster = require('cluster'); const http = require('http'); const numCPUs = require('os').cpus().length; if (cluster.isMaster) {
用户1258909
2018/07/03
2.6K0
node.js 中的进程和线程工作原理
进程是对正在运行中的程序的一个抽象,是系统进行资源分配和调度的基本单位,操作系统的其他所有内容都是围绕着进程展开的
ACK
2024/09/18
970
node.js 中的进程和线程工作原理
【nodejs原理&源码赏析(4)】深度剖析cluster模块源码与node.js多进程(上)
cluster模块是node.js中用于实现和管理多进程的模块。常规的node.js应用程序是单线程单进程的,这也意味着它很难充分利用服务器多核CPU的性能,而cluster模块就是为了解决这个 问题的,它使得node.js程序可以以多个实例并存的方式运行在不同的进程中,以求更大地榨取服务器的性能。node.js在官方示例代码中使用worker实例来表示主进程fork出的子进程,使得前端开发者在学习过程中非常容易和浏览器环境中的worker实现的多线程混淆。为了容易区分,我们和node官方文档使用一致的名称,用集群中的master和worker来区分主进程和工作进程,用worker_threads来描述工作线程。
大史不说话
2019/06/02
1.1K0
源码分析 Node 的 Cluster 模块
前段时间,公司的洋彬哥老哥遇到一个问题,大概就是本机有个node的http服务器,但是每次请求这个服务器的端口返回的数据都报错,一看返回的数据根本不是http的报文格式,然后经过一番排查发现是另外一个服务器同时监听了http服务器的这个端口。
五月君
2020/03/18
6460
源码分析 Node 的 Cluster 模块
深入理解Node.js 进程与线程(8000长文彻底搞懂)
进程与 线程是一个程序员的必知概念,面试经常被问及,但是一些文章内容只是讲讲理论知识,可能一些小伙伴并没有真的理解,在实际开发中应用也比较少。本篇文章除了介绍概念,通过Node.js 的角度讲解 进程与 线程,并且讲解一些在项目中的实战的应用,让你不仅能迎战面试官还可以在实战中完美应用。
coder_koala
2019/08/08
2.6K0
深入理解Node.js 进程与线程(8000长文彻底搞懂)
Nodejs 进阶:解答 Cluster 模块的几个疑问
?在 PM2 的配置文件中可以设置 exec_model:'cluster' 和 instances 两个属性来设置开启多个进程,PM2 其实主要也是利用 Nodejs Cluster 这个模块来实现了,还有 Egg.js 中的 egg-cluster 模块在启动 Worker 进程时也是使用的 Nodejs Cluster 模块。下面来了解下 Nodejs Cluster 这个模块做了什么?
五月君
2020/03/18
2.1K0
Nodejs 进阶:解答 Cluster 模块的几个疑问
【读书笔记】《深入浅出 Node.js》
[《深入浅出 Node.js》] 读书笔记。 # 缘起 最初的目标是写一个基于事件驱动、非阻塞 I/O 的 Web 服务器。考虑高性能、符合事件驱动、没有历史包袱选择了 JavaScript。 # 特点 异步 I/O 事件与回调函数 事件优势:轻量级、松耦合、只关注事务点 单线程 优点 无需像多线程在意状态同步问题,没有死锁的存在 无线程上下文交换带来的性能上的开销 弱势 无法利用多核 CPU 错误会引起整个应用退出,应用的健壮性值得考验 大量计算占用 CPU 导致无法继续调用异步 I/O Node
Cellinlab
2023/05/17
8500
【读书笔记】《深入浅出 Node.js》
借助 WASM 进行密集计算:入门篇
在《使用 Docker 和 Golang 快速上手 WebAssembly》一文中,我介绍了如何制作符合 WASI 接口标准的通用 WASM,以及如何在几种不同的场景下进行程序调用。
soulteary
2021/12/05
1.2K0
关于Node,一定要学这个10+万Star项目!
Node.js Best Practices 是 GitHub 上一个超级热门的项目,
沉浸式趣谈
2025/03/29
1090
关于Node,一定要学这个10+万Star项目!
用 NodeJS 充分利用多核 CPU 的资源[每日前端夜话0xCB]
单个 Node.js 程序的实例仅在一个线程上运行,因此无法充分利用 CPU 的多核系统。有时你可能需要启动 Node.js 进程集群来利用本地计算机或生产服务器上的每个 CPU 内核。
疯狂的技术宅
2019/10/08
3.5K0
用 NodeJS 充分利用多核 CPU 的资源[每日前端夜话0xCB]
Nodejs cluster模块深入探究
由表及里 HTTP服务器用于响应来自客户端的请求,当客户端请求数逐渐增大时服务端的处理机制有多种,如tomcat的多线程、nginx的事件循环等。而对于node而言,由于其也采用事件循环和异步I/O机制,因此在高I/O并发的场景下性能非常好,但是由于单个node程序仅仅利用单核cpu,因此为了更好利用系统资源就需要fork多个node进程执行HTTP服务器逻辑,所以node内建模块提供了child_process和cluster模块。利用child_process模块,我们可以执行shell命令,可以
欲休
2018/03/15
2K0
Web Worker 常见使用问题和解决方案
Web Workers 是一种在 JavaScript 中创建并在后台运行的多线程方式,可以用于执行耗时的任务而不会阻塞主线程。但是在使用 Web Workers 时,需要注意一些限制和解决方案,其中包括同源策略。这意味着在 Web Worker 中,只能加载与当前页面在同一源下的脚本,否则会触发安全错误。
泯泷、
2024/03/09
4130
理解NodeJS多进程
一次面试中,我提到自己用过pm2,面试接着问:「那你知道pm2父子进程通信方式吗」。我大概听说pm2有cluster模式,但不清楚父子进程如何通信。面试结束后把NodeJS的多进程重新整理了一下。
coder2028
2022/10/10
1.2K0
相关推荐
浅析 NodeJS 多进程和集群
更多 >
领券
问题归档专栏文章快讯文章归档关键词归档开发者手册归档开发者手册 Section 归档
本文部分代码块支持一键运行,欢迎体验
本文部分代码块支持一键运行,欢迎体验