使用PM2將Node.js的集群變得更加容易

介紹

　　眾所周知，Node.js運行在Chrome的JavaScript運行時平台上，我們把該平台優雅地稱之為V8引擎。不論是V8引擎，還是之后的Node.js，都是以單線程的方式運行的，因此，在多核心處理器的系統中並不能發揮其最大的性能。

Node.js的cluster模塊

　　幸運的是，Node.js給我們提供了cluster模塊，它可以生成多個工作線程來共享同一個TCP連接。

　　它是如何運作的呢？

　　首先，Cluster會創建一個master，然后根據你指定的數量復制出多個server app（也被稱之為工作線程）。它通過IPC通道與工作線程之間進行通信，並使用內置的負載均衡來更好地處理線程之間的壓力，該負載均衡使用了Round-robin算法（也被稱之為循環算法）。

　　當使用Round-robin調度策略時，master accepts()所有傳入的連接請求，然后將相應的TCP請求處理發送給選中的工作線程（該方式仍然通過IPC來進行通信）。

　　那如何來使用呢？

　　下面是一個最基本的例子：

var cluster = require('cluster');  
var http    = require('http');  
var os      = require('os');

var numCPUs = os.cpus().length;

if (cluster.isMaster) {  
  // Master:
  // Let's fork as many workers as you have CPU cores

  for (var i = 0; i < numCPUs; ++i) {
    cluster.fork();
  }
} else {
  // Worker:
  // Let's spawn a HTTP server
  // (Workers can share any TCP connection.
  //  In this case its a HTTP server)

  http.createServer(function(req, res) {
    res.writeHead(200);
    res.end("hello world");
  }).listen(8080);
}

　　當然，你可以指定任意數量的工作線程，線程的數量不僅限於CPU核心的數量，因為它只是作為一個運行在CPU上的子線程。

　　正如你所看到的，要使其正常運行，你需要將你的代碼封裝到cluster的處理邏輯中，並添加一些額外的代碼來指定當一個線程掛掉之后如何進行處理。

使用PM2的方式

內置的cluster

　　PM2內部包含了所有上述的處理邏輯，因此你不必對代碼做任何修改。我們將上面的代碼還原成最原始的形式：

var http = require('http');

http.createServer(function(req, res) {  
  res.writeHead(200);
  res.end("hello world");
}).listen(8080);

　　然后在控制台執行：

$ pm2 start app.js -i 4

　　-i <number of workers>參數用來告訴PM2以cluster_mode的形式運行你的app（對應的叫fork_mode），后面的數字表示要啟動的工作線程的數量。如果給定的數字為0，PM2則會根據你CPU核心的數量來生成對應的工作線程。

不論什么情況下，保持你的apps一直運行

　　如果任意一個工作線程掛掉了，不用擔心，PM2會立即將其重啟。當然，你也完全可以在任何時候手動重啟這些線程：

實時擴展集群

　　任何時候，如果你需要增加工作線程的數量，可以通過pm2 scale <app name> <n>來對集群進行擴展。參數<n>指定工作線程的數量，被用來增加或減少集群數。你也可以通過pm2 scale app +3的方式來指定要增加多少工作線程。

在產品環境實現零停機更新

　　PM2的reload <app name>功能將依次重啟所有的工作線程。每一個線程會等待在新的線程創建之后才會被終止掉，因此，當你在產品環境部署新的代碼時，server會不間斷地一直保持運行。

　　使用gracefulReload功能可以達到相同的目的，不同的是它不會立即終止工作線程，而是通過IPC發送一個shutdown信號來關閉所有當前的連接並處理一些自定義的任務，然后再優雅地退出。如下面的代碼：

process.on('message', function(msg) {  
  if (msg === 'shutdown') {
    close_all_connections();
    delete_cache();
    server.close();
    process.exit(0);
  }
});

將PM2配置成自動啟動

　　想要PM2在服務器重啟后自動運行之前的應用，可以先通過pm2 start啟動你的應用，然后執行下面的命令：

pm2 save

　　這將在~/.pm2目錄下生成一個dump.pm2文件，里面描述了當前PM2上運行着的所有應用。然后執行命令：

pm2 startup [platform]

　　注意有必要添加可選參數platform以明確告知pm2當前的系統環境。這樣，下次當服務器重啟時，PM2會自動運行之前保存的應用。

結論

　　Cluster模塊的功能非常強大，使用PM2會使它變得更加容易。在Node 0.10.x時代cluster.js還只是個試驗品，但從Node 0.11.x開始已經逐漸成熟並開始准備正式發布，當然也包括Node 0.12.x版本。強烈推薦使用最新版的Node.js和PM2，這些產品的貢獻者們一直在努力並使它們變得更好。

　　盡情享受PM2帶給Node.js集群操作的便利吧！

原文地址：https://keymetrics.io/2015/03/26/pm2-clustering-made-easy/

更多有關PM2的安裝和使用可以查看這里的文檔：http://pm2.keymetrics.io/docs/usage/quick-start/