Node.js中多线程,多主机下数据的处理

先看代码

demo代码背景:通过Socket,实时同步笔记内容

const interviewDict: Record = {};

export const interviewWebSocket: expressWs.WebsocketRequestHandler = (ws: IWebSocket, req) => {
  const id = req.query.id as string;
  ws.interviewId = id;
  ws.uuid = uuidv4();
  ws.on('message', msg => {
    if (!ArrayBuffer.isView(msg)) {
      return;
    }
    const [type] = msg;
    const valueBytes = msg.slice(1);
    const value = decode.decode(valueBytes);
    switch (type) {
      case encode.encode(WSTypes.heartbeat)[0]:
        ws.send(getBuffer(WSTypes.heartbeat, id));
        return;
      case encode.encode(WSTypes.setValue)[0]:
        if (value && interviewDict[id]) {
          interviewDict[id].value = value;
          getWsInstance()
            ?.getWss()
            ?.clients?.forEach((wsItem: IWebSocket) => {
            console.log('ws', wsItem.interviewId, wsItem.uuid, ws.uuid);
            if (wsItem.interviewId === id && wsItem.uuid !== ws.uuid) {
              wsItem.send(getBuffer(WSTypes.getValue, value));
            }
          });
        }
        return;
      case encode.encode(WSTypes.getValue)[0]:
        if (interviewDict[id]) {
          ws.send(getBuffer(WSTypes.getValue, interviewDict[id].value));
        }
        return;
    }
  });
};
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会不会出现问题?

什么时候出现问题?

场景一:

为了充分利用cpu的多核,需要通过fork方式进行多进程运行。

例:Egg默认执行start会创建和 CPU 核数相当的 app worker进程。

解决方法:进程间通信

Egg中的Master、Agent和Worker

当一个应用启动时,会同时启动这三类进程。

类型 进程数量 作用 稳定性 是否运行业务代码
Master 1 进程管理,进程间消息转发 非常高
Agent 1 后台运行工作(长连接客户端) 少量
Worker 一般设置为 CPU 核数 执行业务代码 一般

interviewDict需要放在Agent中

// 发送
app.messenger.once('egg-ready', () => {
    app.messenger.sendToAgent('agent-event', { foo: 'bar' });
    app.messenger.sendToApp('app-event', { foo: 'bar' });
  });
};
// 接收
app.messenger.on(action, (data) => {
  // process data
});
app.messenger.once(action, (data) => {
  // process data
});
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扩展:为什么Node.js不适合cpu密集型任务

进程间通信与线程间通讯:

node是单线程应用(一个进程一个线程),单线程的进程只能运行在一个 CPU内核 上,node通过创建多进程来进行实现多线程。

线程:由于同一进程中的多个线程具有相同的地址空间,线程间可以直接读写进程数据段(如全局变量)来进行通信只需要进程同步和互斥手段的辅助,保证数据的一致性。

进程:进程通讯需要通过系统IPC等方式进行通信,远比线程间通讯开销大。

场景二:

生产环境部署服务的应用,一般会部署到两台以上(可以是实体机也可以是虚拟机)。然后nginx负载均衡到每台机器上。

解决方法:redis、其它数据库。

这种情况下更适合redis

Redis数据全部存在内存,定期写入磁盘,当内存不够时,通过LRU算法删除数据。

Egg中redis的使用

// 配置redis
config.redis = {
  client: {
    host: 'www.yzapp.cn',
    port: 6379,
    password: process.env.NESTOR_REDIS,
    db: 0
  }
};

config.websocket = {
  // 配置 websocket 使用 redis 作消息广播
  redis: config.redis,
};
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import { Service } from 'egg';
const prefix = '00353:';

/**
 * 调用redis的服务
 */
export default class RedisService extends Service {
    /**
     * 根据key获得值
     * @param key key
     */
    public async get(key: string) {
        const { redis, logger } = this.app;
        const t = Date.now();
        let data = await redis.getBuffer(prefix + key);
        if (!data) return;
        const duration = Date.now() - t;
        logger.debug('Cache', 'get', key, duration + 'ms');
        return data;
    }

    /**
     * 根据key存值
     * @param key key
     * @param value value
     */
    public async set(key: string, value: any) {
        const { redis, logger } = this.app;
        const t = Date.now();
        await redis.set(prefix + key, value);
        const duration = Date.now() - t;
        logger.debug('Cache', 'set', key, duration + 'ms');
    }

    /**
     * 根据key存值并设置过期时间
     * @param key key
     * @param value value
     * @param seconds 过期时间
     */
    public async setex(key: string, value: any, seconds: number) {
        const { redis, logger } = this.app;
        const t = Date.now();
        await redis.set(prefix + key, value, 'EX', seconds);
        const duration = Date.now() - t;
        logger.debug('Cache', 'set', key, value, duration + 'ms');
    }

    /**
     * 根据key删除缓存
     * @param key key
     */
    public async del(key: string) {
        const { redis, logger } = this.app;
        const t = Date.now();
        await redis.del(prefix + key);
        const duration = Date.now() - t;
        logger.debug('Cache', 'del', key, duration + 'ms');
    }

    /**
     * 递增值并设定过期时间
     * @param key
     * @param seconds
     */
    public async incr(key: string, seconds: number) {
        const { redis, logger } = this.app;
        const t = Date.now();
        const result = await redis
            .multi()
            .incr(prefix + key)
            .expire(key, seconds)
            .exec();
        const duration = Date.now() - t;
        logger.debug('Cache', 'set', key, duration + 'ms');
        return result[0][1];
    }
}
复制代码
/**
 * 同步答题内容
 * @param websocket
 * @param id
 */
public async syncValue(websocket: EggWsClient, id: string): Promise {
    const uuid = uuidV4();
    // 根据interview id创建房间
    websocket.room.join(id, ({message}) => {
        const data = JSON.parse(message.toString());
        if (!data || !data.value || data.from === uuid) {
            return;
        }
        // 将消息发送到除自己外的其它房间成员
        websocket.send(encode.encode(data.value));
    });

    // 从数据库里读取
    const info = await this.findInterviewById(Number(id));
    if (info === null) {
        return `没有找到${id}的数据`;
    }
    // 从redis读取最新的笔试信息
    const value = await this.service.redis.get("room" + id);
    websocket
        .on('message', async (msg) => {
            // console.log('receive', msg);
            if (!ArrayBuffer.isView(msg)) {
                return;
            }
            const type = msg[0];
            switch (type) {
                case encode.encode(WSTypes.heartbeat)[0]:
                    websocket.send(this.getBuffer(WSTypes.heartbeat, encode.encode(id)));
                    return;
                case encode.encode(WSTypes.setValue)[0]:
                    // 存入redis最新的笔试信息
                    await this.service.redis.set("room" + id, msg.slice(1));
                    if (msg.slice(1)) {
                        this.app.ws.sendJsonTo(id, {
                            from: uuid,
                            value: decode.decode(this.getBuffer(WSTypes.getValue, msg.slice(1)))
                        });
                    }
                    return;
                case encode.encode(WSTypes.getValue)[0]:
                    if (!value) {
                        return;
                    }
                    websocket.send(this.getBuffer(WSTypes.getValue, value));
                    return;
            }
        })
        .on('close', (code, reason) => {
            console.log('websocket closed', code, reason);
        });
    return null;
}
复制代码

具体代码见:github.com/nesror/biki…

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