尽人皆知，Node.js中的JavaScript代码实行在单线程中，非常软弱，一旦涌现了未捕捉的非常，那末全部运用就会崩溃。这在很多场景下，尤其是web运用中，是无法忍受的。一般的处理方案，就是运用Node.js中自带的cluster模块，以master-worker形式启动多个运用实例。但是人人在享用cluster模块带来的福祉的同时，不少人也最先猎奇：
为何我的运用代码中明显有
app.listen(port);，但cluter模块在屡次fork这份代码时，却没有报端口已被占用？Master是如何将吸收的要求通报至worker中举行处置惩罚然后相应的？
让我们从Node.js项目的lib/cluster.js中的代码里，来一勘终究。
题目一
为了获得这个题目的解答，我们先从worker历程的初始化看起，master历程在fork事情历程时，会为其附上环境变量NODE_UNIQUE_ID，是一个从零最先的递增数：
// lib/cluster.js
// ...
function createWorkerProcess(id, env) {
// ...
workerEnv.NODE_UNIQUE_ID = '' + id;
// ...
return fork(cluster.settings.exec, cluster.settings.args, {
env: workerEnv,
silent: cluster.settings.silent,
execArgv: execArgv,
gid: cluster.settings.gid,
uid: cluster.settings.uid
});
}随后Node.js在初始化时，会依据该环境变量，来推断该历程是不是为cluster模块fork出的事情历程，假如，则实行workerInit()函数来初始化环境，不然实行masterInit()函数。
在workerInit()函数中，定义了cluster._getServer要领，这个要领在任何net.Server实例的listen要领中，会被挪用：
// lib/net.js
// ...
function listen(self, address, port, addressType, backlog, fd, exclusive) {
exclusive = !!exclusive;
if (!cluster) cluster = require('cluster');
if (cluster.isMaster || exclusive) {
self._listen2(address, port, addressType, backlog, fd);
return;
}
cluster._getServer(self, {
address: address,
port: port,
addressType: addressType,
fd: fd,
flags: 0
}, cb);
function cb(err, handle) {
// ...
self._handle = handle;
self._listen2(address, port, addressType, backlog, fd);
}
}你能够已猜到，题目一的答案，就在这个cluster._getServer函数的代码中。它重要干了两件事：
向master历程注册该worker，若master历程是第一次吸收到监听此端口/描述符下的worker，则起一个内部TCP服务器，来负担监听该端口/描述符的职责，随后在master中记录下该worker。
Hack掉worker历程中的
net.Server实例的listen要领里监听端口/描述符的部份，使其不再负担该职责。
关于第一件事，因为master在吸收，通报要求给worker时，会相符肯定的负载平衡划定规矩（在非Windows平台下默以为轮询），这些逻辑被封装在RoundRobinHandle类中。故，初始化内部TCP服务器等操纵也在此处：
// lib/cluster.js
// ...
function RoundRobinHandle(key, address, port, addressType, backlog, fd) {
// ...
this.handles = [];
this.handle = null;
this.server = net.createServer(assert.fail);
if (fd >= 0)
this.server.listen({ fd: fd });
else if (port >= 0)
this.server.listen(port, address);
else
this.server.listen(address); // UNIX socket path.
/// ...
}关于第二件事，因为net.Server实例的listen要领，终究会挪用本身_handle属性下listen要领来完成监听行动，故在代码中修正之：
// lib/cluster.js
// ...
function rr(message, cb) {
// ...
// 此处的listen函数不再做任何监听行动
function listen(backlog) {
return 0;
}
function close() {
// ...
}
function ref() {}
function unref() {}
var handle = {
close: close,
listen: listen,
ref: ref,
unref: unref,
};
// ...
handles[key] = handle;
cb(0, handle); // 传入这个cb中的handle将会被赋值给net.Server实例中的_handle属性
}
// lib/net.js
// ...
function listen(self, address, port, addressType, backlog, fd, exclusive) {
// ...
if (cluster.isMaster || exclusive) {
self._listen2(address, port, addressType, backlog, fd);
return; // 仅在worker环境下转变
}
cluster._getServer(self, {
address: address,
port: port,
addressType: addressType,
fd: fd,
flags: 0
}, cb);
function cb(err, handle) {
// ...
self._handle = handle;
// ...
}
}至此，第一个题目便已恍然大悟了，总结下：
端口仅由master历程中的内部TCP服务器监听了一次。
不会涌现端口被反复监听报错，是因为，worker历程中，末了实行监听端口操纵的要领，已被cluster模块主动hack。
题目二
处理了题目一，题目二的处理就晴明轻松很多了。经由过程题目一我们已得知，监听端口的是master历程中建立的内部TCP服务器，所以第二个题目的处理，动手点就是该内部TCP服务器接办衔接时，实行的操纵。Cluster模块的做法是，监听该内部TCP服务器的connection事宜，在监听器函数里，有负载平衡地遴选出一个worker，向其发送newconn内部音讯（音讯体对象中包括cmd: 'NODE_CLUSTER'属性）以及一个客户端句柄（即connection事宜处置惩罚函数的第二个参数），相干代码以下：
// lib/cluster.js
// ...
function RoundRobinHandle(key, address, port, addressType, backlog, fd) {
// ...
this.server = net.createServer(assert.fail);
// ...
var self = this;
this.server.once('listening', function() {
// ...
self.handle.onconnection = self.distribute.bind(self);
});
}
RoundRobinHandle.prototype.distribute = function(err, handle) {
this.handles.push(handle);
var worker = this.free.shift();
if (worker) this.handoff(worker);
};
RoundRobinHandle.prototype.handoff = function(worker) {
// ...
var message = { act: 'newconn', key: this.key };
var self = this;
sendHelper(worker.process, message, handle, function(reply) {
// ...
});
};Worker历程在吸收到了newconn内部音讯后，依据通报过来的句柄，挪用现实的营业逻辑处置惩罚并返回：
// lib/cluster.js
// ...
// 该要领会在Node.js初始化时由 src/node.js 挪用
cluster._setupWorker = function() {
// ...
process.on('internalMessage', internal(worker, onmessage));
// ...
function onmessage(message, handle) {
if (message.act === 'newconn')
onconnection(message, handle);
// ...
}
};
function onconnection(message, handle) {
// ...
var accepted = server !== undefined;
// ...
if (accepted) server.onconnection(0, handle);
}至此，题目二也获得了处理，也总结一下：
一切要求先同一经由内部TCP服务器。
在内部TCP服务器的要求处置惩罚逻辑中，有负载平衡地遴选出一个worker历程，将其发送一个
newconn内部音讯，随音讯发送客户端句柄。Worker历程吸收到此内部音讯，依据客户端句柄建立
net.Socket实例，实行详细营业逻辑，返回。
末了
Node.js中的cluster模块除了上述提到的功用外，实在还供应了非常丰富的API供master和worker历程之前通讯，关于差别的操纵系统平台，也供应了差别的默许行动。本文仅遴选了一条功用线举行了剖析论述。假如人人有闲，非常引荐完全明白一下cluster模块的代码完成。
参考：
