Node.js 集群 (cluster) 模块

cluster 模块用于创建多进程应用，突破单线程限制，充分利用多核 CPU。

核心概念

工作原理

判断进程类型

const cluster = require('cluster');

if (cluster.isMaster) {
  // 主进程逻辑
  console.log('主进程启动');
} else {
  // 工作进程逻辑
  console.log('工作进程启动');
}

创建集群

基本用法

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

if (cluster.isMaster) {
  // 根据 CPU 核心数创建工作进程
  for (let i = 0; i < numCPUs; i++) {
    cluster.fork();
  }

  cluster.on('exit', (worker, code, signal) => {
    console.log(`工作进程 ${worker.process.pid} 退出`);
    cluster.fork(); // 自动重启
  });
} else {
  http.createServer((req, res) => {
    res.writeHead(200);
    res.end(`进程 ${process.pid} 响应\n`);
  }).listen(8000);
}

进程间通信

// 主进程
if (cluster.isMaster) {
  const worker = cluster.fork();

  worker.send({ type: 'config', data: 'settings' });

  worker.on('message', (msg) => {
    console.log('收到 Worker 消息:', msg);
  });
}

// 工作进程
process.on('message', (msg) => {
  console.log('收到 Master 消息:', msg);
  process.send({ reply: 'ok' });
});

常用事件

cluster.on('fork', (worker) => {
  console.log(`工作进程 ${worker.id} 已创建`);
});

cluster.on('online', (worker) => {
  console.log(`工作进程 ${worker.id} 已上线`);
});

cluster.on('listening', (worker, address) => {
  console.log(`工作进程 ${worker.id} 监听 ${address.port}`);
});

cluster.on('disconnect', (worker) => {
  console.log(`工作进程 ${worker.id} 断开连接`);
});

cluster.on('exit', (worker, code, signal) => {
  console.log(`工作进程 ${worker.id} 退出，代码: ${code}`);
});

Worker 对象方法

const worker = cluster.fork();

worker.send('消息');       // 发送消息
worker.disconnect();       // 断开连接
worker.kill();             // 终止进程
worker.isDead();           // 是否已终止
worker.isConnected();      // 是否连接中

注意事项

• 所有 Worker 共享同一个端口，由 Master 分发请求
• 默认使用轮询（round-robin）负载均衡策略
• Worker 崩溃后应重启，保证服务稳定
• 共享内存需使用 Redis 或 IPC 通信

要点总结

• cluster.isMaster/isWorker 判断进程角色
• cluster.fork() 创建工作进程
• Worker 数量建议等于 CPU 核心数
• 通过 worker.send() 和 process.on('message') 通信
• 监听 exit 事件实现自动重启