深入浅出node.js第9章玩转进程摘录

9.1 服务模型的变迁

9.1.1 石器时代：同步

9.1.2 青铜时代：复制进程

9.1.3 白银时代：多线程

9.1.4 黄金时代：事件驱动

9.2 多进程架构

node提供了child_process模块，我们再将经典的示例代码存为worker.js文件，如下：

let http=require('http');
http.createServer(function (req,res) {res.writeHead(200,{'Content-Type':"text/plain"});res.end('hello world')
}).listen(Math.round((1+Math.random())*1000),'127.0.0.1');

将以下代码保存为master.js，并通过node master.js 启动它：

let fork=require('child_process').fork;
let cpus=require('os').cpus();
for(let i=0;i<cpus.length;i++){fork('./work.js');
}

在*nix的系统下通过ps aux|grep worker.js查看进程数量。
这就是master-worker模式，又称主从模式。

fork复制的进程都是独立的，这个进程有着独立而全新的V8实例。fork进程是昂贵的。

9.2.1 创建子进程

新版的node里面子进程也有同步子进程和异步子进程了，这里指的是异步子进程
- spawn():启动一个子进程
- exec():启动一个子进程，与spawn的不同是他有一个回调函数
- execFile():启动一个子进程来执行可执行文件
- fork():与spawn类似，不同点在于他创建node子进程只需要指定js文件即可

spawn与exec、execFile的不同是，后两者创建时可以指定timeout属性设置超时时间，时间到之后可以杀死子进程。
exec与execFile不同的是，exec适合执行已有的命令，execFile适合执行文件。

let cp=require('child_process');
cp.spawn('node',['worker.js']);//没有回调函数
cp.exec('node worker.js',function (err,stdout,stderr) {});
cp.execFile('worker.js',function (err,stdout,stderr) {});
cp.fork('./worker.js');

9.2.2 进程间通信

parent.js:

let cp=require('child_process');
let n=cp.fork(__dirname+ './sub.js');
n.on('message',function (m) {});
n.send({hello:'world'});

sub.js:

process.on('message', function (m) {console.log('child got message', m);
});
process.send({foo: 'bar'});

进程间通信原理

IPC，Inter-Process Communication，即进程间通信。Node实现IPC通道的是管道(pipe)技术。表现在应用层的进程间通信只有简单的message事件和send方法，十分简洁和消息化。

IPC 通道是用命名管道或Domain Socket创建的，与网络socket的行为类似，属于双向通信。在node中，IPC通道被抽象为stream对象，在调用send时发送消息（类似与write()），接收到的消息会通过message事件（类似与data）触发给应用层。

只有启动的子进程是node进程时，子进程才会根据环境变量去连接IPC通道，对于其他类型的子进程则无法实现进程间通信，除非其他进程也按照约定去连接这个已经创建好的IPC通道。

9.2.3 句柄传递

2.端口共同监听
node底层对每个端口监听都设置了SO_REUSEADDR选项，含义是不同的进程可以就相同的网卡和端口进行监听，这个服务器端套接字可以被不同的进程服用。
由于独立启动的进程相互之间不知道文件描述符，所以监听相同端口时会失败。但对于发送的句柄还原出来的服务而言，他们的文件描述符是相同的，所以不会引起异常。
多个原因监听相同的端口，文件描述符同一时间只能被某个进程所有。换言之就是网络请求向服务器发送时，只有一个幸运的进程能够抢到连接，也就是说只有他能为这个请求进行服务。这些进程服务是抢占式的。

9.3 集群稳定之路

略

9.4 cluster模块

const cluster = require('cluster');
cluster.setupMaster({exec: 'worker.js',args: ['--use', 'https'],silent: true
});
cluster.fork(); // https worker
cluster.setupMaster({exec: 'worker.js',args: ['--use', 'http']
});
cluster.fork(); // http worker

就官方文档而言，他更喜欢如下形式：

const cluster = require('cluster');
const http = require('http');
const numCPUs = require('os').cpus().length;if (cluster.isMaster) {console.log(`主进程 ${process.pid} 正在运行`);// 衍生工作进程。for (let i = 0; i < numCPUs; i++) {cluster.fork();}cluster.on('exit', (worker, code, signal) => {console.log(`工作进程 ${worker.process.pid} 已退出`);});
} else {// 工作进程可以共享任何 TCP 连接。// 在本例子中，共享的是一个 HTTP 服务器。http.createServer((req, res) => {res.writeHead(200);res.end('你好世界\n');}).listen(8000);console.log(`工作进程 ${process.pid} 已启动`);
}

我建议用cluster.setupmaster()这个API，将主进程和工作进程从代码完全剥离。

9.4.1 cluster工作原理

cluster模块就是child_process和net模块的组合应用。cluster启动时，他会在内部启动tcp服务器，在cluster.fork()子进程时，将这个tcp服务器端socket的文件描述符发送给工作进程。如果进程是通过cluster.fork()复制出来的，那么他的环境变量里面就存在NODE_UNIQUE_ID，如果工作进程中存在listen()侦听网络端口的调用，他将拿到该文件描述符，通过SO_REUSEADDR进行端口重用，从而实现多个子进程共享端口。