聊聊Node.js中的多進程和多線程

第聊聊Node.js中的多進程和多線程上文對child_process模塊中主要方法的使用進行了簡短介紹，由于execSync、execFileSync、forkSync、spwanSync方法是exec、execFile、spwan的同步版本，其參數(shù)并無任何差異，故不再重述。

cluster

通過cluster模塊我們可以創(chuàng)建Node.js進程集群，通過Node.js進程進群，我們可以更加充分地利用多核的優(yōu)勢，將程序任務分發(fā)到不同的進程中以提高程序的執(zhí)行效率；下面將通過例子為大家介紹cluster模塊的使用：

consthttp=require(http

constcluster=require(cluster

constnumCPUs=require(os).cpus().length;

if(cluster.isPrimary){

for(leti=0;inumCPUs;i++){

cluster.fork();

}else{

http.createServer((req,res)={

res.writeHead(200);

res.end(`${process.pid}\n`);

}).listen(8000);

}

上例通過cluster.isPrimary屬性判斷（即判斷當前進程是否為主進程）將其分為兩個部分：

為真時，根據(jù)CPU內(nèi)核的數(shù)量并通過cluster.fork調(diào)用來創(chuàng)建相應數(shù)量的子進程；

為假時，創(chuàng)建一個HTTPserver，并且每個HTTPserver都監(jiān)聽同一個端口（此處為8000）。

運行上面的例子，并在瀏覽器中訪問http://localhost:8000/，我們會發(fā)現(xiàn)每次訪問返回的pid都不一樣，這說明了請求確實被分發(fā)到了各個子進程。Node.js默認采用的負載均衡策略是輪詢調(diào)度，可通過環(huán)境變量NODE_CLUSTER_SCHED_POLICY或cluster.schedulingPolicy屬性來修改其負載均衡策略：

NODE_CLUSTER_SCHED_POLICY=rr//或none

cluster.schedulingPolicy=cluster.SCHED_RR;//或cluster.SCHED_NONE

另外需要注意的是，雖然每個子進程都創(chuàng)建了HTTPserver，并都監(jiān)聽了同一個端口，但并不代表由這些子進程自由競爭用戶請求，因為這樣無法保證所有子進程的負載達到均衡。所以正確的流程應該是由主進程監(jiān)聽端口，然后將用戶請求根據(jù)分發(fā)策略轉(zhuǎn)發(fā)到具體的子進程進行處理。

由于進程之間是相互隔離的，因此進程之間一般通過共享內(nèi)存、消息傳遞、管道等機制進行通訊。Node.js則是通過消息傳遞來完成父子進程之間的通信，比如下面的例子：

consthttp=require(http

constcluster=require(cluster

constnumCPUs=require(os).cpus().length;

if(cluster.isPrimary){

for(leti=0;inumCPUs;i++){

constworker=cluster.fork();

worker.on(message,(message)={

console.log(`Iamprimary(${process.pid}),Igotmessagefromworker:${message}`);

worker.send(`Sendmessagetoworker`)

}else{

process.on(message,(message)={

console.log(`Iamworker(${process.pid}),Igotmessagefromprimary:${message}`)

http.createServer((req,res)={

res.writeHead(200);

res.end(`${process.pid}\n`);

process.send(Sendmessagetoprimary

}).listen(8000);

}

運行上面的例子，并訪問http://localhost:8000/，再查看終端，我們會看到類似下面的輸出：

Iamprimary(44460),Igotmessagefromworker:Sendmessagetoprimary

Iamworker(44461),Igotmessagefromprimary:Sendmessagetoworker

Iamprimary(44460),Igotmessagefromworker:Sendmessagetoprimary

Iamworker(44462),Igotmessagefromprimary:Sendmessagetoworker

利用該機制，我們可以監(jiān)聽各子進程的狀態(tài)，以便在某個子進程出現(xiàn)意外后，能夠及時對其進行干預，以保證服務的可用性。

cluster模塊的接口非常簡單，為了節(jié)省篇幅，這里只對cluster.setupPrimary方法做一些特別聲明，其它方法請查看官方文檔：

cluster.setupPrimary調(diào)用后，相關設置將同步到在cluster.settings屬性中，并且每次調(diào)用都基于當前cluster.settings屬性的值；

cluster.setupPrimary調(diào)用后，對已運行的子進程沒有影響，只影響后續(xù)的cluster.fork調(diào)用；

cluster.setupPrimary調(diào)用后，不影響后續(xù)傳遞給cluster.fork調(diào)用的env參數(shù)；

cluster.setupPrimary只能在主進程中使用。

worker_threads

前文我們對cluster模塊進行了介紹，通過它我們可以創(chuàng)建Node.js進程集群以提高程序的運行效率，但cluster基于多進程模型，進程間高成本的切換以及進程間資源的隔離，會隨著子進程數(shù)量的增加，很容易導致因系統(tǒng)資源緊張而無法響應的問題。為解決此類問題，Node.js提供了worker_threads，下面我們通過具體的例子對該模塊的使用進行簡單介紹：

//server.js

consthttp=require(http

const{Worker}=require(worker_threads

http.createServer((req,res)={

consthttpWorker=newWorker(./http_worker.js

httpWorker.on(message,(result)={

res.writeHead(200);

res.end(`${result}\n`);

httpWorker.postMessage(Tom

}).listen(8000);

//http_worker.js

const{parentPort}=re