Ubuntu Nodejs 集群搭建方法是什么

Ubuntu系統下搭建Node.js集群的常用方法

一、使用Node.js內置Cluster模塊（原生方案）

Cluster模塊是Node.js原生提供的多進程管理工具，允許主進程創建多個工作進程（Worker），所有工作進程共享同一個端口，通過操作系統的負載均衡（如Linux的Round-Robin算法）分發請求，充分利用多核CPU資源。

1. 基礎環境準備

確保Ubuntu系統已安裝Node.js和npm（Node.js包管理器）。若未安裝，可通過以下命令快速安裝：

sudo apt update
sudo apt install nodejs npm
# 驗證安裝
node -v  # 查看Node.js版本
npm -v   # 查看npm版本

2. 編寫集群化應用代碼

創建一個項目目錄（如node-cluster-demo），初始化項目并編寫集群配置代碼：

mkdir node-cluster-demo && cd node-cluster-demo
npm init -y  # 初始化package.json

創建cluster-app.js文件，內容如下：

const cluster = require('cluster');
const http = require('http');
const os = require('os');

const numCPUs = os.cpus().length; // 獲取CPU核心數

if (cluster.isPrimary) {
  // 主進程邏輯：創建工作進程
  console.log(`主進程 ${process.pid} 正在運行`);
  for (let i = 0; i < numCPUs; i++) {
    cluster.fork(); // 創建子進程
  }

  // 監聽工作進程退出事件，自動重啟
  cluster.on('exit', (worker, code, signal) => {
    console.log(`工作進程 ${worker.process.pid} 退出，正在重啟...`);
    cluster.fork();
  });
} else {
  // 工作進程邏輯：創建HTTP服務器
  http.createServer((req, res) => {
    res.writeHead(200);
    res.end(`響應來自工作進程：${process.pid}\n`);
  }).listen(3000);

  console.log(`工作進程 ${process.pid} 啟動`);
}

3. 啟動集群應用

在項目目錄下運行以下命令啟動集群：

node cluster-app.js

訪問http://localhost:3000，多次刷新頁面會發現響應來自不同的工作進程（PID不同），證明集群已生效。

4. 注意事項

• 內存隔離：工作進程之間無法共享內存，需通過Redis、數據庫等外部服務同步狀態（如用戶登錄態、緩存數據）。
• 進程守護：主進程需監聽工作進程的exit事件，及時重啟崩潰的進程，避免服務中斷。
• 進程數量：建議工作進程數量與CPU核心數一致，過多會導致上下文切換開銷增大。

二、使用PM2進程管理器（推薦方案）

PM2是Node.js生態中最流行的進程管理工具，內置集群模式，支持負載均衡、日志管理、自動重啟、零停機重啟等功能，適合生產環境使用。

1. 安裝PM2

通過npm全局安裝PM2：

sudo npm install pm2 -g

2. 啟動集群應用

有兩種方式通過PM2啟動集群：

• 簡單模式：直接指定實例數量（如4個）：

  pm2 start app.js -i 4
  

• 配置文件模式（推薦）：創建ecosystem.config.js文件，定義集群配置：

  module.exports = {
    apps: [
      {
        name: 'my-node-app',       // 應用名稱
        script: 'app.js',          // 入口文件
        instances: 'max',          // 實例數量（max表示CPU核心數）
        exec_mode: 'cluster',      // 集群模式
        autorestart: true,         // 自動重啟
        watch: false,              // 不監聽文件變化
        max_memory_restart: '1G',  // 內存超過1G時重啟
        env: {
          NODE_ENV: 'development'  // 開發環境變量
        },
        env_production: {
          NODE_ENV: 'production'   // 生產環境變量
        }
      }
    ]
  };
  

  啟動命令：

  pm2 start ecosystem.config.js
  

3. 常用管理命令

• 查看所有進程：pm2 list
• 查看進程詳情：pm2 show <app_name_or_id>
• 停止進程：pm2 stop <app_name_or_id>
• 重啟進程：pm2 restart <app_name_or_id>
• 刪除進程：pm2 delete <app_name_or_id>
• 監控實時狀態：pm2 monit（顯示CPU、內存、日志）
• 查看日志：pm2 logs（實時日志流）

4. 生產環境優化

• 零停機重啟：使用pm2 reload <app_name>代替restart，實現無縫重啟。
• 日志管理：通過pm2 logs --merge合并所有進程日志，或配置logrotate定期歸檔日志。
• 開機自啟動：運行pm2 startup生成啟動腳本，確保服務器重啟后自動啟動PM2及應用。

三、搭配Nginx反向代理（增強生產環境能力）

雖然Cluster模塊和PM2已能實現集群，但搭配Nginx可作為反向代理，提供負載均衡、SSL終止、靜態文件緩存、限流等功能，進一步提升應用的可用性和安全性。

1. 安裝Nginx

sudo apt update
sudo apt install nginx

2. 配置Nginx負載均衡

編輯Nginx配置文件（通常位于/etc/nginx/sites-available/default），添加以下內容：

http {
  upstream node_cluster {
    server 127.0.0.1:3000;  # Node.js集群地址（PM2啟動的端口）
    server 127.0.0.1:3001;  # 若有多個實例，可添加更多
  }

  server {
    listen 80;
    server_name your_domain.com;  # 替換為你的域名

    location / {
      proxy_pass http://node_cluster;  # 轉發到Node.js集群
      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;
    }
  }
}

3. 重啟Nginx

sudo systemctl restart nginx

4. 驗證效果

訪問http://your_domain.com，Nginx會將請求分發到后端的Node.js集群，提升并發處理能力和容錯性。