Eggjs学习系列（七）多进程实践

最新推荐文章于 2025-10-09 07:43:49 发布

原创

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#node.js #后端 #多进程

本文详细介绍了Node.js的Cluster模块，用于在多核环境下提升项目性能。Eggjs在此基础上构建了多进程模型，包括错误处理、Agent机制以及进程间通讯。文中特别强调了Agent的作用，它是处理公共事务的独立进程，增强了系统的健壮性。此外，还讨论了负载均衡的Sticky Mode，确保请求被定向到相同的Worker，解决了Session问题。最后，探讨了Eggjs如何通过建立Agent和Worker的直接连接，优化了多进程研发模式。

JavaScript 是单线程的，只能运行在一个CPU上，这样不能充分发挥计算机的性能。为了更好地利用多核环境，Node.js 提供了 Cluster 模块，可以方便的创建多个子进程，提高项目运行效率。

Cluster 模块

Cluster 模块将进程分为 Master 进程和 Worker 进程:

负责启动其他进程的叫做 Master 进程，只负责启动其他进程。
其他被启动的叫 Worker 进程，接收请求，对外提供服务。
Worker 进程的数量一般根据服务器的 CPU 核数来定，这样就可以完美利用多核资源。

范例代码:

const cluster = require('cluster');
const http = require('http');
const numCPUs = require('os').cpus().length;
// 判断是不是 Master 进程
if (cluster.isMaster) {
   
   
  // 创建子进程
  for (let i = 0; i < numCPUs; i++) {
   
   
    cluster.fork();
  }

  cluster.on('exit', function(worker, code, signal) {
   
   
    console.log('worker ' + worker.process.pid + ' died');
  });
} else {
   
   
  // Worker 进程能够共用TCP连接
  http.createServer(function(req, res) {
   
   
    res.writeHead(200);
    res.end("hello world\n");
  }).listen(8000);
}

Cluster 原理

Master、Worker进程通信

master 进程通过 cluster.fork() 来创建 worker进程。cluster.fork() 内部是通过 child_process.fork()来创建子进程。所以 master进程、worker进程是父、子进程的关系。Master 进程、Woker进程之间通过IPC通道进行通信。

实现端口共享

net模块中，对 listen() 方法进行了特殊处理。如果当前进程是 Master 进程则不做处理，如果是 Worker 进程则创建server实例。然后通过IPC通道，向 Master 进程发送消息，**让 Master 进程也创建 server 实例，并在该端口上监听请求。**当请求进来时，master进程将请求转发给worker进程的server实例。

// lib/net.js 源代码
function listen(self, address, port, addressType, backlog, fd, exclusive) {
     
     
  exclusive = !!exclusive;
  // 引入 cluster 模块
  if (!cluster) cluster = require('cluster');
  // 判断当前进程是不是 Master 进程
  if (cluster.isMaster || exclusive) {
     
     
    self._listen2(address, port, addressType, backlog, fd);
    return;
  }
  // _getServer 向 Master 进程注册该 Worker，若master进程是第一次接收到监听此端口/描述符下的Worker，则起一个内部TCP服务器,来承担监听该端口/描述符的职责，随后在master中记录下该worker。
  // Hack掉worker进程中的net.Server实例的listen方法,使其不再监听接口。
  cluster._getServer(self, {
     
     
    address: address,
    port: port,
    addressType: addressType,
    fd: fd,
    flags: 0
  }, cb);

  function cb(err, handle) {
     
     
    // ...
    self._handle = handle;
    self._listen2(address, port, addressType, backlog, fd);
  }
}

分发多个请求到worker

每当worker进程创建server实例来监听请求，都会通过IPC通道，在master上进行注册。当客户端请求到达，master会负责将请求转发给对应的worker。

具体转发给哪个worker？这是由转发策略决定的。可以通过环境变量NODE_CLUSTER_SCHED_POLICY设置，也可以在cluster.setupMaster(options)时传入。

默认的转发策略是轮询（SCHED_RR）：当有客户请求到达，master会轮询一遍worker列表，找到第一个空闲的worker，然后将该请求转发给该worker。
发送内部消息

当发送的消息包含cmd字段，且改字段以NODE_作为前缀，则该消息会被视为内部保留的消息，不会通过message事件抛出，但可以通过监听’internalMessage’捕获。
```
// woker进程
const message = {
     
     
  cmd: 'NODE_CLUSTER',
  act: 'queryServer'
};
process.send(message);
// master进程接收方式
worker.process.on('internalMessage', fn);
```

Eggjs 多进程模型

错误处理

在多进程的情况下，一个重要的要求就是保证程序出错的时候还能够正常运行，这就叫健壮性（又叫鲁棒性）。Eggjs 框架在这方面也提供了相关的保证。

Node.js 进程退出的两大情况

未捕获异常 Node.js 提供了 process.on('uncaughtException', handler) 接口来捕获未被处理的异常。Eggjs 则采用关闭异常 Worker 进程所有的 TCP Server, Master 进程立刻 fork 一个新的 Worker 进程来保证服务正常进行。异常 Worker 在处理完请求后退出