使用PM2管理Node.js集群

介绍

　　众所周知，Node.js运行在Chrome的JavaScript运行时平台上，我们把该平台优雅地称之为V8引擎。不论是V8引擎，还是之后的Node.js，都是以单线程的方式运行的，因此，在多核心处理器的系统中并不能发挥其最大的性能。

Node.js的cluster模块

　　幸运的是，Node.js给我们提供了cluster模块，它可以生成多个工作线程来共享同一个TCP连接。

　　它是如何运作的呢？

　　首先，Cluster会创建一个master，然后根据你指定的数量复制出多个server app（也被称之为工作线程）。它通过IPC通道与工作线程之间进行通信，并使用内置的负载均衡来更好地处理线程之间的压力，该负载均衡使用了Round-robin算法（也被称之为循环算法）。

　　当使用Round-robin调度策略时，master accepts()所有传入的连接请求，然后将相应的TCP请求处理发送给选中的工作线程（该方式仍然通过IPC来进行通信）。

　　那如何来使用呢？

　　下面是一个最基本的例子：

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);

}

　　当然，你可以指定任意数量的工作线程，线程的数量不仅限于CPU核心的数量，因为它只是作为一个运行在CPU上的子线程。

　　正如你所看到的，要使其正常运行，你需要将你的代码封装到cluster的处理逻辑中，并添加一些额外的代码来指定当一个线程挂掉之后如何进行处理。

使用PM2的方式

内置的cluster

　　PM2内部包含了所有上述的处理逻辑，因此你不必对代码做任何修改。我们将上面的代码还原成最原始的形式：

var http = require('http');

http.createServer(function(req, res) {

  res.writeHead(200);

  res.end("hello world");

}).listen(8080);

　　然后在控制台执行：

$ pm2 start app.js -i 4

　　-i <number of workers>参数用来告诉PM2以cluster_mode的形式运行你的app（对应的叫fork_mode），后面的数字表示要启动的工作线程的数量。如果给定的数字为0，PM2则会根据你CPU核心的数量来生成对应的工作线程。

不论什么情况下，保持你的apps一直运行

　　如果任意一个工作线程挂掉了，不用担心，PM2会立即将其重启。当然，你也完全可以在任何时候手动重启这些线程：

实时扩展集群

　　任何时候，如果你需要增加工作线程的数量，可以通过pm2 scale <app name> <n>来对集群进行扩展。参数<n>指定工作线程的数量，被用来增加或减少集群数。你也可以通过pm2 scale app +3的方式来指定要增加多少工作线程。

在产品环境实现零停机更新

　　PM2的reload <app name>功能将依次重启所有的工作线程。每一个线程会等待在新的线程创建之后才会被终止掉，因此，当你在产品环境部署新的代码时，server会不间断地一直保持运行。

　　使用gracefulReload功能可以达到相同的目的，不同的是它不会立即终止工作线程，而是通过IPC发送一个shutdown信号来关闭所有当前的连接并处理一些自定义的任务，然后再优雅地退出。如下面的代码：

process.on('message', function(msg) {

  if (msg === 'shutdown') {

    close_all_connections();

    delete_cache();

    server.close();

    process.exit(0);

  }

});

将PM2配置成自动启动

　　想要PM2在服务器重启后自动运行之前的应用，可以先通过pm2 start启动你的应用，然后执行下面的命令：

pm2 save

　　这将在~/.pm2目录下生成一个dump.pm2文件，里面描述了当前PM2上运行着的所有应用。然后执行命令：

pm2 startup [platform]

　　注意有必要添加可选参数platform以明确告知pm2当前的系统环境。这样，下次当服务器重启时，PM2会自动运行之前保存的应用。

结论

　　Cluster模块的功能非常强大，使用PM2会使它变得更加容易。在Node 0.10.x时代cluster.js还只是个试验品，但从Node 0.11.x开始已经逐渐成熟并开始准备正式发布，当然也包括Node 0.12.x版本。强烈推荐使用最新版的Node.js和PM2，这些产品的贡献者们一直在努力并使它们变得更好。

　　尽情享受PM2带给Node.js集群操作的便利吧