NodeJS-process/cluster

[yaofly2012]

目录

1. process模块
2. 进程 & child_process模块
3. cluster模块

二、扫盲：进程和线程

1. 进程和线程都是操作系统的概念；

2. 进程和线程都是一个时间段的描述，是CPU工作时间段的描述；

两个层次的时间段。

3. 理解进程和线程的引入背景很重要，看参考知乎：线程和进程的区别是什么？:

• CPU执行任务只能串行
  但这不是问题，因为CPU非常快，也存在多核
• 程序的执行上下文
  除了CPU外，其他依赖的资源（比如显卡，GPS等）

2.1 进程

1. 进程是资源（程序执行上下文）分配的最小单位；
2. 每个进程都拥有自己的独立空间地址、数据栈，一个进程无法访问另外一个进程里定义的变量、数据结构；
3. 线程创建、线程之间上下文切换会产生资源开销；

2.1.1 fork子进程

1. 通过fork方式创建的新进程被称为子进程。

fork之后，操作系统会复制一个与父进程完全相同的子进程，虽说是父子关系，但是在操作系统看来，他们更像兄弟关系，这2个进程共享代码空间，但是数据空间是互相独立的，子进程数据空间中的内容是父进程的完整拷贝，指令指针也完全相同，子进程拥有父进程当前运行到的位置（两进程的程序计数器pc值相同，也就是说，子进程是从fork返回处开始执行的）

• 子进程是从fork返回处开始执行的
  但后续的执行进度就不同步了。

2. fork的含义

可以这样想象，2个进程一直同时运行，而且步调一致，在fork之后，他们分别作不同的工作，也就是分岔了。这也是fork为什么叫fork的原因。

其实前半句是“想象的”，fork之前是一个进程在运行（被想象成两个同步的进程）。本质是一个进程在fork处复制自己创建一个新进程执行其他任务。

2.1.2 多进程通讯

IPC ?

2.3 线程

1. 线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位;

• 只涉及CPU运算了，其他资源共享进程的。
• 看上面的论述吧：进程和线程都是一个时间段的描述，是CPU工作时间段的描述

参考

1. 知乎：线程和进程的区别是什么？
2. 进程间通信的方式——信号、管道、消息队列、共享内存
3. 程序计数器 PC

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一、Node.js 中的进程与线程【待续。。。】

1.1 概述

1. NodeJS的JavaScript运行在单个进程的单个线程上。
2. Nodejs支持多进程，但不支持多线程，即多进程，单线程模式。
3. 如何理解Node.js 中的进程与线程中说道的：

开启多进程不是为了解决高并发，主要是解决了单进程模式下 Node.js CPU 利用率不足的情况，充分利用多核 CPU 的性能

详解高并发与多线程的关系,高并发的技术解决方案

1.2 Nodejs多进程通讯（IPC，Inter-Process Communication）

1.2.1 通讯原理

通讯是为了协同工作。

1.2.2 发送句柄

1. Node进程之间只有消息传递，不会真正的传递对象，这种错觉是抽象封装的结果；

• 消息抽象过程？
• 消息还原过程？

process模块

参考

1. 掘金-深入理解Node.js 中的进程与线程

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进程和child_process模块

1. NodeJS的JavaScript运行在单个进程的单个线程上。

Nodejs支持多进程，但不支持多线程？

试玩NodeJS多进程
Node.js Child Processes: Everything you need to know

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Cluster(集群)

关于Cluster的描述：

1. The cluster mode allows networked Node.js applications (http(s)/tcp/udp server) to be scaled across all CPUs available, without any code modifications

2. Clusters of Node.js processes can be used to run multiple instances of Node.js that can distribute workloads among their application threads.

3. The cluster module allows easy creation of child processes that all share server ports.

一组进程，这些进程共享端口
只使用网络类应用？
可以负载均衡？

spawn workers
IPC(Inter-Process Communication, 进程间通信)，通讯是为了协调工作。
是child_process模块的一种常见特例（Master-Worker）的实现。

js代码会在主进程和工作进程里都会执行（即同一份代码会被多次执行）。

1. cluster是多进程 + 单线程模式

2. 开启多进程不是为了解决高并发，主要是解决了单进程模式下 Node.js CPU 利用率不足的情况，充分利用多核 CPU 的性能。
   即：无论是 child_process 模块还是 cluster 模块，为了解决 Node.js 实例单线程运行，无法利用多核 CPU 的问题而出现的

那高并发怎么解决？
3. 如果多个Node进程监听同一个端口时会出现 Error:listen EADDRIUNS的错误，而cluster模块为什么可以让多个子进程监听同一个端口呢?

原因是master进程内部启动了一个TCP服务器，而真正监听端口的只有这个服务器，当来自前端的请求触发服务器的connection事件后，master会将对应的socket具柄发送给子进程

使用childProcess模块模拟下？

Workers

每个进程叫worker。同一个cluster的wokers共享一个TCP连接，对外就如同一个HTTP服务。cluster也称为worker pool 。
worker进程直接互相独立，并且可能随时被关闭，重新fork。

worker和Nodejs普通进程差异

如何实现的？？？

1. 主进程 Primay(Master) process
2. Workers

分发请求方式：

1. round-robin
2. the primary process creates the listen socket and sends it to interested workers

Cluster不提供什么

1. 不控制worker数据；

参考

PM2: Cluster Mode
使用pm2方便开启node集群模式
Node.js Child Processes: Everything you need to know