玩转Nodejs的集群

nics

　　在Nodejs中使用集群还是不容易的。Javascript的单线程属性让nodejs下的应用很难使用现代机器的多核特性。比如下面的代码实现了一个http服务器的主干部分。这部分代码只会执行在一个线程上，不管这段代码运行的机器是单核的cpu还是1000个内核的cpu。



var http = require("http");
var port = parseInt(process.argv[2]);
http.createServer(function(request, response) {
console.log("Request for:  " + request.url);
response.writeHead(200);
response.end("hello world\n");
}).listen(port);
　　使用多核特性
　　只需要一点修改，上面的代码就可以把cpu的所有核心都用起来。上面的示例代码将使用cluster模块重构。cluster模块可以让你很容易的创建多个分享端口的进程。每一个进程使用一个系统核心，也就是代码中的numCPUs变量中cpu核心的一个。每一个子进程都实现了HTTP server，并监听指定的端口。



var cluster = require("cluster");
var http = require("http");
var numCPUs = require("os").cpus().length;
var port = parseInt(process.argv[2]);
if (cluster.isMaster) {
for (var i = 0; i < numCPUs; i++) {
cluster.fork();
}
cluster.on("exit", function(worker, code, signal) {
cluster.fork();
});
} else {
http.createServer(function(request, response) {
console.log("Request for:  " + request.url);
response.writeHead(200);
response.end("hello world\n");
}).listen(port);
}
　　多机器的均衡
　　使用cluster模块，你就可以更高效的使用硬件。然而，你还是被限制在单一的机器上。如果你的应用有客观的访问量，你最终还是把负载分部在不同的机器上。使用reverse proxy server可以把并发的访问负载到不同的服务器上。
　　Nodejitsu开发了node-http-proxy模块，一个开源的nodejs应用代理服务。使用以下命令可以安装这个模块：



npm install http-proxy
　　实际的使用可以参考以下代码。在这里例子中负载被分发到两台服务器上。首先测试反转代理，确保HTTP server运行在8080和8081两个端口上。接下来，运行反转代理，然后用浏览器访问这个代理。如果一切正常的话，你会发现请求被两个服务器交替处理。



var proxyServer = require('http-proxy');
var port = parseInt(process.argv[2]);
var servers = [
{
host: "localhost",
port: 8081
},
{
host: "localhost",
port: 8080
}
];
proxyServer.createServer(function (req, res, proxy) {
var target = servers.shift();
proxy.proxyRequest(req, res, target);
servers.push(target);
}).listen(port);
　　当然，这个例子只使用了一台机器。然而，如果你有多台机器的话，你可以在一台机器上运行反向代理服务器，其他的机器上运行HTTP server。
　　使用nginx负载均衡
　　使用nodejs写的反向代理有一个好处是你使用的技术都是一样的。但是，在生产环境下，更多使用的是nginx来处理负载均衡。nginx是一个开源的HTTP server和反向代理工具，尤其擅长处理静态文件，比如：CSS和HTML。因此，nginx常被用于处理站点的静态文件，和分发动态请求到nodejs的服务器上。
　　要实现nginx的负载均衡，只需要安装nginx，之后把nodejs服务器作为upstream resource添加在配置文件中。配置文件的路劲一般是{nginx-root}/conf/nginx.conf，{nginx-root}是nginx安装的根目录。整个的配置文件请参考下面的示例。当然，我们只需要用到其中的一小部分。



#user  nobody;
worker_processes  1;
#error_log  logs/error.log;
#error_log  logs/error.log  notice;
#error_log  logs/error.log  info;

#pid        logs/nginx.pid;

events {
worker_connections  1024;
}

http {
include       mime.types;
default_type  application/octet-stream;

#log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
#                  '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
#                  '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
#access_log  logs/access.log  main;

sendfile        on;
#tcp_nopush     on;
#keepalive_timeout  0;
keepalive_timeout  65;
#gzip  on;
upstream node_app {
server 127.0.0.1:8080;
server 127.0.0.1:8081;
}
server {
listen       80;
server_name  localhost;
#charset koi8-r;
#access_log  logs/host.access.log  main;

location / {
root   html;
index  index.html index.htm;
}
location /foo {
          proxy_redirect off;
proxy_set_header   X-Real-IP            $remote_addr;
proxy_set_header   X-Forwarded-For  $proxy_add_x_forwarded_for;
proxy_set_header   X-Forwarded-Proto $scheme;
proxy_set_header   Host                   $http_host;
proxy_set_header   X-NginX-Proxy    true;
proxy_set_header   Connection "";
proxy_http_version 1.1;
proxy_pass         http://node_app;
        }
#error_page  404              /404.html;

# redirect server error pages to the static page /50x.html
        #
error_page   500 502 503 504  /50x.html;
location = /50x.html {
            root   html;
}
# proxy the PHP scripts to Apache listening on 127.0.0.1:80
#
#location ~ \.php$ {
#    proxy_pass   http://127.0.0.1;
        #}
# pass the PHP scripts to FastCGI server listening on 127.0.0.1:9000
#
#location ~ \.php$ {
#    root           html;
#    fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;
#    fastcgi_index  index.php;
#    fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  /scripts$fastcgi_script_name;
        #    include        fastcgi_params;
#}
# deny access to .htaccess files, if Apache's document root
# concurs with nginx's one
#
#location ~ /\.ht {
        #    deny  all;
#}
}

# another virtual host using mix of IP-, name-, and port-based configuration
#
#server {
#    listen       8000;
#    listen       somename:8080;
#    server_name  somename  alias  another.alias;
#    location / {
#        root   html;
#        index  index.html index.htm;
#    }
#}

# HTTPS server
#
#server {
#    listen       443;
#    server_name  localhost;
#    ssl                  on;
#    ssl_certificate      cert.pem;
#    ssl_certificate_key  cert.key;
#    ssl_session_timeout  5m;
#    ssl_protocols  SSLv2 SSLv3 TLSv1;
#    ssl_ciphers  HIGH:!aNULL:!MD5;
#    ssl_prefer_server_ciphers   on;
#    location / {
#        root   html;
#        index  index.html index.htm;
#    }
#}
}
　　如前文所述，本教程只会涉及到整个配置文件的一部分。第一个需要关注的部分如下所示。



upstream node_app {
server 127.0.0.1:8080;
server 127.0.0.1:8081;
}
　　这部分的配置定义了一个upstream服务器，名称为node_app。对这个服务器的请求会分配到就两个ip地址上（这里只用端口区分了一下）。
　　只是定义了一个upstream服务器还没有告诉nginx如何使用它。因此，我们必须使用如下的指令顶一个路由的规则。使用这个路由，任何的到/foo的请求都会被代理到之前配置的nodejs服务器上。



location /foo {
  proxy_redirect off;
proxy_set_header   X-Real-IP            $remote_addr;
proxy_set_header   X-Forwarded-For  $proxy_add_x_forwarded_for;
proxy_set_header   X-Forwarded-Proto $scheme;
proxy_set_header   Host                   $http_host;
proxy_set_header   X-NginX-Proxy    true;
proxy_set_header   Connection "";
proxy_http_version 1.1;
proxy_pass         http://node_app;
}
　　最后
　　本教程旨在介绍如何把单线程的Nodejs应用运行在多台机器的多个核心上。你也可以学到如何使用nodejs或者nginx建立一个负载均衡。当然本文不是深入的介绍如何在产品环境下运行的。因此，如果你使用的是nginx，还有很多其他的可以做的，比如缓存，来提高系统性能。你也会需要使用forever，如果崩溃的话这个工具可以重启你的nodejs进程。