nodejs多进程

发表于 2017-09-11 更新于 2022-09-26 分类于笔记阅读次数： Disqus：

《深入浅出NodeJS》—— 朴灵玩转进程篇的部分笔记

多进程架构

使用nodejs自带进程相关的模块复制进程。

//master.js
const fork = require('child_process').fork;

let cpus = require('os').cpus();

for (let i = 0; i < cpus.length; i++) {
  fork('./worker.js')
}

//worker.js
const http = require('http');

let port = Math.floor((Math.random() + 1 ) * 1000)

console.log(port);

http.createServer((req, res) => {
  console.log(Math.floor(Math.random() * 100 + 10));
  res.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/plain'})
  res.end('end');
}).listen(port);

node mastar.js 程序依据当前机器上的CPU数量，复制出数量相当的node进程数。每个进程监听1000-2000的随机四个端口。

这种模式叫做主从模式。
这是典型的分布式架构中用于并行处理业务的模式，具有较好的可伸缩性和稳定性。
主进程负责调度或管理工作进程，不负责具体的业务处理，进程趋于稳定。
工作进程负责具体的业务处理，工作进程需要关注其稳定性。

创建子进程的方法

spawn()：启动一个子进程来执行命令。
exec()：启动一个子进程来执行命令，与spawn()不同的时其接口不同，他有一个回调函数获知子进程的状况。
execFile()：启动一个子进程来执行可执行文件。
fork()：与spawn()类似，不同在于它创建的node的子进程只需制定要执行的JS文件模块即可。

var cp = require('child_process');
cp.spawn('node', ['workder.js']);
cp.exec('node worker.js', (err, stdout, stderr) => {

});
cp.execFile('worker.js', (er, stdout, stderr) => {

});
cp.fork('./worker.js');

进程间通信

对于child_process模块，通过fork()或者其他API,创建子进程后，父进程与子进程之间建立IPC通道，通过IPC通道，父子进程之间通过message()和send()传递消息。

这是一种通过消息传递内容，而不是共享或直接操作相关资源的方法，比较轻量无依赖。
但是send()方法第二个参数已可以传递句柄（一种标示资源的引用），以实现更复杂的应用。

IPC

IPC（Inter-Process Communication）进程间通信。

实现进程间通信的方法有：命名管道，匿名管道，socket，信号量，共享内存，消息队列，Domain Socket等。

Nodejs中IPC由管道（PIPE）技术实现，具体细节由libuv提供，win下命名管道实现，* nix下Unix Domian Socket实现。

IPC创建步骤

父进程创建子进程前，会先创建IPC并监听。
创建子进程，并通过环境变量（NODE_CHANNEL_FD）告诉子进程这个IPC的文件描述符。
子进程启动过程中，通过文件描述符去连接IPC通道。

只有子进程时node进程时，子进程才会连接IPC通道，其他类型的进程无法实现此种方法的进程通信，除非其他进程也按照上述约定去连接IPC通道。

句柄传递

问题：
每一个进程启动时监听不同的端口，主进程要接收所有的网络请求，再将请求代理到不同端口的子进程上，这种方法虽然可以避免端口重复的问题，甚至可以适当的均衡负载，但是由于进程每收到一个连接，将会用掉一个文件描述符，这种代理模式，则会浪费掉多出一倍的文件描述符。而操作系统的文件描述符是有限的，这种法师影响了系统的扩展能力。

解决方法：
通过send方法的第二个参数，可以向进程发送句柄（即标示某资源的引用），使主进程收到socket请求后，将这个请求直接发送给工作进程，而不是重新与工作进程建立新的socket连接来发送数据。

句柄传送

当主进程将服务器句柄发给子进程后，关闭服务器的监听，则会发现所有的子进程都能监听到同一个端口了。