NodeJS是一种基于JavaScript的开发渠道，它能够让开发者运用JavaScript编写服务器端的运用程序。NodeJS的一个特点是它采用了单线程的事情驱动模型，这意味着它能够高效地处理大量的并发恳求，而不需求创立多个线程或进程。
为什么需求主从形式
但是，单线程也有一些局限性，比方：
- 假如遇到CPU密集型的使命，如图像处理、加密解密等，单线程会堵塞其他恳求的处理，导致功能下降。
- 假如遇到异常或过错，单线程会崩溃，导致整个运用程序停止运转。
- 假如需求运用多核CPU的优势，单线程无法充分发挥硬件资源。
为了处理这些问题，NodeJS供给了一种主从形式（Master-Worker Pattern），也叫做集群形式（Cluster Mode）。主从形式是一种常见的分布式体系设计形式，它由一个主进程（Master Process）和多个从进程（Worker Process）组成。主进程负责办理和监控从进程，从进程负责处理详细的事务逻辑。
怎样完成主从形式
在NodeJS中，主从形式能够经过cluster模块来完成。cluster模块能够让开发者轻松地创立多个子进程，并且供给了一些办法和事情来控制和通讯。运用cluster模块的基本步骤如下：
- 引入cluster模块，并判别当时进程是主进程还是从进程。
- 假如是主进程，运用
cluster.fork()办法创立若干个从进程，并绑定一些事情来监听从进程的状况和音讯。 - 假如是从进程，执行详细的事务逻辑，并运用
process.send()办法向主进程发送音讯。
根底用法
以下是运用 cluster 模块的基本示例：
const cluster = require('cluster');
const http = require('http');
const numCPUs = require('os').cpus().length;
if (cluster.isMaster) {
console.log(`Master ${process.pid} is running`);
// Fork workers.
for (let i = 0; i < numCPUs; i++) {
cluster.fork();
}
cluster.on('exit', (worker, code, signal) => {
console.log(`Worker ${worker.process.pid} died`);
});
} else {
// Workers can share any TCP connection.
// In this case, it is an HTTP server.
http.createServer((req, res) => {
res.writeHead(200);
res.end('Hello from Worker!');
}).listen(8000);
console.log(`Worker ${process.pid} started`);
}
在上面的代码中，主进程首先查看它是否是主进程（cluster.isMaster）。假如是，它会创立与体系CPU核心数量相同的作业进程。每个作业进程都是主进程的一个独立实例，它们都有自己的内存，并运转在自己的V8实例中。作业进程经过 http.createServer 创立HTTP服务器并开始监听恳求。
假如一个作业进程崩溃或被杀死，exit事情会被触发，你能够在这里重新启动作业进程。
进阶用法 – 结合Nginx的负载均衡
运用 Nginx 作为反向代理和负载均衡器。Nginx 能够将传入的恳求分发到多个 Node.js 进程。
Nginx 装备示例：
http {
upstream node_cluster {
server 127.0.0.1:8000;
server 127.0.0.1:8001;
server 127.0.0.1:8002;
# ... other Node.js processes
}
server {
listen 80;
location / {
proxy_pass http://node_cluster;
proxy_http_version 1.1;
proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
proxy_set_header Connection 'upgrade';
proxy_set_header Host $host;
proxy_cache_bypass $http_upgrade;
}
}
}
在上述装备中，Nginx 将传入的恳求均衡地分发到 node_cluster 中界说的多个 Node.js 进程。
运用主从形式的优势
- 负载均衡：在单个服务器上运转多个Node.js进程，这样能够均衡分配到来的恳求，进步体系的吞吐量。
- 容错和高可用性：假如一个作业进程崩溃，它能够被主进程重新启动，而不会影响其他作业进程。
- CPU密集型使命：Node.js 是单线程的，对于CPU密集型使命，能够运用多个作业进程来防止堵塞主线程。
注意事项
- 状况共享：因为每个作业进程都是独立的，它们之间不共享内存。假如你的运用需求状况共享（例如，会话状况），你需求运用外部服务或数据库。
总归，Node.js 的 Master-Worker 形式经过 cluster 模块供给了一个简单而强大的办法来创立多进程运用，从而进步功能和可靠性。
