面试题：JavaScript 优化 Node HTTP 服务器并发处理之集群模块应用

创建工作进程

引入 cluster 模块：在 Node.js 应用程序中，首先需要引入 cluster 模块。

const cluster = require('cluster');
const http = require('http');
const numCPUs = require('os').cpus().length;

主进程创建工作进程：在主进程中，使用 cluster.fork() 方法来创建工作进程。通常会根据 CPU 的核心数来创建相应数量的工作进程。

if (cluster.isMaster) {
    console.log(`主进程 ${process.pid} 正在运行`);
    for (let i = 0; i < numCPUs; i++) {
        cluster.fork();
    }
    cluster.on('exit', (worker, code, signal) => {
        console.log(`工作进程 ${worker.process.pid} 已退出`);
        cluster.fork();
    });
} else {
    // 工作进程逻辑
}

主进程和工作进程间分配请求

主进程监听端口：主进程监听指定的端口，然后将接收到的请求分发给工作进程。在 Node.js 中，主进程可以使用 cluster.isMaster 标识来处理这部分逻辑。

if (cluster.isMaster) {
    const server = http.createServer((req, res) => {
        // 这里主进程不处理请求，只是负责分发
    });
    server.listen(3000, () => {
        console.log('服务器已启动，监听端口 3000');
    });
}

工作进程处理请求：工作进程通过 cluster.isWorker 标识来识别自身，并处理接收到的请求。工作进程可以像普通的 Node.js HTTP 服务器一样处理请求。

if (cluster.isWorker) {
    const server = http.createServer((req, res) => {
        res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'text/plain' });
        res.end('你好，这是工作进程 ' + process.pid + ' 的响应\n');
    });
    server.listen();
}

Node.js 的 cluster 模块会自动将请求负载均衡到各个工作进程上，默认使用的是循环调度（Round - Robin）算法。

使用过程中可能遇到的问题及解决方案

共享资源问题：
- 问题：工作进程之间是独立的，它们不能直接共享内存等资源。如果需要共享某些数据（如数据库连接池），可能会导致资源重复创建或者数据不一致的问题。
- 解决方案：可以使用外部存储（如 Redis）来共享数据，工作进程通过操作外部存储来实现数据的共享。另外，对于一些资源（如数据库连接池），可以在主进程中创建，然后通过进程间通信（IPC）将连接传递给工作进程。
进程间通信问题：
- 问题：在主进程和工作进程之间传递复杂数据结构时，可能会遇到序列化和反序列化的问题，并且不正确的通信可能导致数据丢失或进程崩溃。
- 解决方案：使用 worker.send() 和 process.on('message', callback) 进行进程间通信时，确保传递的数据是可序列化的（如 JSON 格式）。同时，在接收端进行必要的数据验证，以防止异常数据导致进程崩溃。
错误处理问题：
- 问题：工作进程中的未捕获异常可能导致整个工作进程崩溃，影响服务器的稳定性。
- 解决方案：在工作进程中，使用 process.on('uncaughtException', callback) 捕获未处理的异常，进行适当的错误处理，如记录日志、重启工作进程等。在主进程中，通过监听 cluster.on('exit', callback) 事件，当工作进程因为异常退出时，可以及时重启该工作进程。

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面试题：JavaScript 优化 Node HTTP 服务器并发处理之集群模块应用

知识考点

面试题答案

创建工作进程

主进程和工作进程间分配请求

使用过程中可能遇到的问题及解决方案