使用Node.js的Cluster模块充分利用多核CPU

Node.js通过Cluster模块实现多进程，利用多核CPU提升并发性能。主进程管理worker，各worker共享端口并由系统负载均衡。主进程监控worker状态，崩溃后自动重启，保障服务稳定。默认轮询分发连接，支持IPC通信，便于日志收集与状态监控。建议worker数匹配CPU核心，结合PM2等工具优化部署，应用应无状态或使用外部存储共享数据，避免内存浪费与数据不一致。

Node.js 是单线程的，这意味着一个 Node.js 实例只能利用一个 CPU 核心。在多核服务器上，这会造成资源浪费。为了解决这个问题，Node.js 提供了 Cluster 模块，允许你创建多个工作进程（worker processes），每个进程运行在独立的 CPU 核心上，从而提升应用的并发处理能力。

Cluster 模块的基本原理

Cluster 模块基于 child_process 模块实现，它允许主进程（master）创建多个子进程（workers）。这些 worker 进程共享同一个网络端口，能够同时监听和处理 HTTP 请求。操作系统层面会自动将连接分发给不同的 worker，实现负载均衡。

主进程不处理具体业务逻辑，只负责管理 worker 进程：启动、监控、重启失败的进程等。如果某个 worker 崩溃，主进程可以重新启动一个新的，提高系统的稳定性。

如何使用 Cluster 创建多进程服务

下面是一个使用 Cluster 模块启动多个 worker 的简单示例：

在这个例子中：

• 主进程通过 cluster.isMaster 判断自身角色，并启动多个 worker。
• 每个 worker 调用 cluster.fork() 创建，它们都监听 3000 端口。
• 主进程监听 'exit' 事件，在 worker 崩溃后自动重启，保证服务可用性。

负载均衡与连接分发

Cluster 模块默认使用轮询方式（round-robin）分发连接，也可以设置为操作系统默认策略。对于大多数 Web 服务来说，默认配置已经足够高效。

如果你希望强制使用轮询调度，可以在 fork 前设置：

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注意：在 Windows 平台或某些系统上，调度策略可能不会生效，系统会自动降级处理。

进程间通信（IPC）

主进程和 worker 之间可以通过内置的 IPC 通道通信。例如，worker 可以向主进程发送日志、状态信息或异常报告。

在 worker 中发送消息：

在主进程中监听：

这种机制适合用于集中式日志收集、健康检查或动态配置更新。

实际部署建议

• 通常建议创建与 CPU 核心数相等的 worker 数量，避免过多进程造成上下文切换开销。
• 结合 PM2 等进程管理工具使用更方便。PM2 内置 cluster 模式，支持零停机重启、日志管理等功能。
• 确保你的应用是无状态的，或使用外部存储（如 Redis）共享 session，避免 worker 之间的数据不一致问题。
• 注意内存使用，每个 worker 都是独立的 Node.js 实例，会占用独立内存空间。

基本上就这些。使用 Cluster 模块能有效提升 Node.js 应用的性能和容错能力，尤其适用于高并发的 Web 服务场景。合理配置下，可以充分发挥现代多核服务器的硬件优势。

以上就是使用Node.js的Cluster模块充分利用多核CPU的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！